气相色谱法（GC）结合火焰离子化检测

1. 气相色谱仪的初始化

1. 打开氦气载气和空气，并调节仪器上的压力表。
2. 将色谱柱 oven 升温至较高温度（通常为 250 °C 或更高），以对色谱柱进行老化处理。注意不得超过色谱柱的最高耐受温度，以去除可能存在的污染物。在进样分析前，至少老化 30 分钟。

2. 创建方法文件

1. 在控制仪器的软件中，输入方法文件所需的所有参数值。首先设置自动进样器参数，包括进样前清洗次数、进样后清洗次数以及样品冲洗次数。这些冲洗步骤用于在不同样品之间清洗色谱柱。
2. 通常进样量为 1 µL。一般需要设置分流比，因为将全部样品注入可能会超载色谱柱。若分流比为 100:1，则表示每有 1 份样品进入仪器，就有 100 份被排出浪费。
3. 输入流动相参数。流速由设定的压力控制。较高的流速可加快分离速度，但分析物与色谱柱之间的相互作用时间会相应减少。
4. 输入温度程序。对于恒温运行，需输入分离温度及分离持续时间；对于梯度洗脱，需输入起始温度及保持时间、终止温度及保持时间，以及升温速率（°C/min）。还需设置平衡时间，以便在每次运行之间使色谱柱冷却至初始温度。
5. 输入检测器参数，包括检测器温度和采样速率。检测器温度必须始终高于色谱柱温度，以防止分析物在检测器上冷凝。
6. 保存方法文件。可能还需要将参数下载至仪器，以便气相色谱仪读取这些设置。

3. 气相色谱数据的采集

1. 打开氢气并确保压力表设置正确。点燃FID的火焰。
2. 在自动进样器样品架上，用洗涤溶剂（如乙腈或甲醇）填充清洗瓶。确保废液瓶为空。
3. 准备样品。如果样品中可能含有颗粒物，请对样品进行过滤。由于使用气相色谱时有时会检测到塑料残留，因此请仅使用玻璃注射器和玻璃小瓶来制备样品。
4. 将样品至少填充至小瓶一半高度，以确保自动进样器的针头能够吸取到样品。自动进样小瓶通常为2 mL，但如果样品体积有限，可使用小瓶内插管以减少所需样品体积。
5. 将样品瓶装入自动进样器样品架中。记录每个样品所处的位置。
6. 运行前，在计算机软件中将图表记录仪的基线调零。
7. 文件可作为单次运行采集，也可使用批处理表进行多次运行。务必为样品指定正确的样品瓶编号。点击“开始”按钮并创建文件。
8. 数据通常使用软件程序进行分析。可测量的参数包括保留时间、峰高、峰面积和理论塔板数。

4. 结果：咖啡样品的气相色谱分析

1. 本示例中，对咖啡中的两种成分——咖啡因和棕榈酸进行了气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）分析。咖啡因的极性低于具有长链烷烃尾部的棕榈酸。因此，在95%二甲基聚硅氧烷和5%苯基芳烯组成的非极性色谱柱上，咖啡因保留较弱，首先洗脱（图1）。
2. 根据色谱图可计算出各峰面积。峰面积与通过检测器的碳质量成正比，可用于绘制仪器响应值与浓度之间的校准曲线。对于图1，咖啡因的峰面积为27,315，棕榈酸的峰面积为18,852。
3. 衡量色谱柱效率的指标是理论塔板数N。N可根据色谱图中每个峰的参数计算得出。对于图1，咖啡因的N为283,000，棕榈酸的N为261,000。
4. 图2展示了温度对等温分离的影响。图中叠加显示了同一样品（咖啡因和棕榈酸）在两种不同温度下的分离结果：第一次运行温度为180 °C，第二次为200 °C。较高温度下的运行保留时间显著缩短。

图1. 咖啡因与棕榈酸样品的气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）分析。 5 mM 咖啡因标准品先洗脱，随后是 1 mM 棕榈酸样品。程序升温条件为：在 150 °C 保持 0.1 分钟，然后以 10 °C/min 升温至 220 °C，并在此温度保持 5 分钟。

图2. 深度烘焙咖啡样品等温运行的气相色谱-火焰离子化检测分析。 对深度烘焙咖啡样品在180 °C和200 °C条件下进行气相色谱-火焰离子化检测运行的比较。在200 °C温度下，峰的洗脱速度明显更快。