Инструментальные методы исследования органических веществ

1.

Федоров Сергей Владимирович
Инструментальные методы
исследования органических
веществ

2. Лабораторные работы

Лабораторная работа № 3
Газожидкостная хроматография. Варианты метода. Теоретические
основы метода. Устройство газового хроматографа.
Сущность метода:
Хроматография – метод разделения смесей веществ или частиц основанный на
различиях в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся
относительно друг друга фаз.
Цель работы:
Приобретение знаний, связанных:
1. С вариантами метода ГЖХ;
2. Теоретическими основами метода;
3. Устройством газового хроматографа и навыками управления (Shimadzu GC-2014).

3. Лабораторные работы

Приборы и оборудование:
Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
(Б-111)

4. Лабораторные работы

Лабораторная работа состоит из пяти этапов:
• Изучить принципиальное устройство газо-жидкостного хроматографа и подписать на
рисунке 1 основные узлы газожидкостного хроматографа.
• Прочитать определения и подписать основные параметры хроматографического пика
на рисунке 2, рассчитать площадь пика.
• Определить количественное содержание углеводородов С 1-С5 в атмосферном
воздухе по данным хроматограммы на рисунке 3, используя метод внутренней
нормализации.
• Устройство и основные приемы работы на газовом хроматографе Shimadzu GC-2014.
• Отчет по лабораторным работам 1-3 (ответы на контрольные вопросы).
Газожидкостная хроматография – метод разделения летучих, термостабильных
соединений. Подвижной фазой служит инертный газ (газ-носитель), протекающий
через неподвижную фазу, имеющую большую поверхность. В качестве подвижной
фазы можно использовать водород, гелий, азот, аргон и углекислый газ.
Газ-носитель не взаимодействует
неподвижной фазой.
ни
с
разделяемыми
веществами,
ни
с

5. Лабораторные работы

I.
Изучить принципиальное устройство газо-жидкостного хроматографа
и подписать основные узлы газожидкостного хроматографа
Методика проведения работы:
Стабилизация и очистка газовых потоков происходит в системе
подготовки газов.
Дозирование и ввод пробы осуществляется с помощью
микрошприца (для парообразной или жидкой пробы соответственно ),
дозирующей петли или автосемплера. Вручную пробы вводятся
через септу (резиновую мембрану) в испаритель – специальное
устройство для испарения пробы.
Рисунок 1
Затем
потоком
газа-носителя
термостатированную колонку.
проба
переносится
В газожидкостной хроматографии
капиллярные колонки.
используют
в
насадочные,

6. Лабораторные работы

I.
Изучить принципиальное устройство газо-жидкостного хроматографа
и подписать основные узлы газожидкостного хроматографа
Методика проведения работы:
Система детектирования состоит из детектора с блоком питания, усилителя сигнала детектора
и регистрирующего устройства (компьютер).
В ГХ используют детекторы, которые можно разделить на интегральные и дифференциальные.
Интегральные детекторы регистрируют изменение во времени суммарного количества всех
компонентов, дифференциальные – измеряют мгновенную концентрацию компонентов.
Дифференциальные детекторы подразделяют на концентрационные и потоковые.
В концентрационном детекторе сигнал определяется текущей концентрацией в ячейке и
многократно регистрируется, зависит от скорости потока. Детектор такого типа – катарометр.
Потоковый детектор регистрирует сигнал однократно, сигнал определяется мгновенным значением
концентрации, не зависит от скорости потока. Пример такого детектора – пламенноионизационный детектор.

7. Лабораторные работы

II. Прочитать определения и подписать основные параметры
хроматографического пика, рассчитать площадь пика
Методика проведения работы:
Хроматографический пик – кривая, описывающая
постепенное увеличение концентрации вещества на
выходе из колонки и постепенное ее уменьшение.
Основными параметрами пика являются: время
удерживания, высота, ширина, ширина пика на
полувысоте и площадь пика.
Рисунок 2
Эти параметры могут быть использованы для
идентификации соединений (качественный анализ)
только
при
проведении
анализа
в
строго
определённых условиях.

8. Лабораторные работы

II. Прочитать определения и подписать основные параметры
хроматографического пика, рассчитать площадь пика
Пики на хроматограмме характеризуются следующими основными параметрами:
1. Время удерживания (tR) – это время от момента ввода анализируемой пробы до момента
регистрации максимума хроматографического пика. Зависит от природы вещества и является
качественной характеристикой.
2. Ширина пика у основания (ωR) – равна длине основания треугольника, образованного
касательными к правой и левой ветвям пика.
3. Ширина пика на полувысоте (ωh) – равна длине отрезка линии, проведенной параллельно
основанию пика на середине его высоты.
4. Высота (h) и/или площадь (S) пика. Высота и площадь пика зависят от количества каждого
компонента исследуемого вещества, поэтому являются ко­личественными характеристиками.
S=ωh×h=1/2ωR×h
(1)

9. Лабораторные работы

II. Прочитать определения и подписать основные параметры
хроматографического пика, рассчитать площадь пика

10. Лабораторные работы

III. Определить количественное содержание углеводородов С1-С5 в
атмосферном воздухе по данным хроматограммы, используя метод
внутренней нормализации
Методика проведения работы:

11. Лабораторные работы

III. Определить количественное содержание углеводородов С1-С5 в
атмосферном воздухе по данным хроматограммы, используя метод
внутренней нормализации
Методика проведения работы:

12. Лабораторные работы

III. Определить количественное содержание углеводородов С1-С5 в
атмосферном воздухе по данным хроматограммы, используя метод
внутренней нормализации
Методика проведения работы:

13. Лабораторные работы

III. Определить количественное содержание углеводородов С1-С5 в
атмосферном воздухе по данным хроматограммы, используя метод
внутренней нормализации
Рисунок 3

14. Лабораторные работы

IV. Устройство и основные приемы работы на газовом хроматографе
Shimadzu GC-2014
• Цифровое управление потоками газа-носителя.
Возможность установки одинарной или двойной системы
электронного управления потоками газа-носителя.
• Детекторы.
Пламенно-фотометрический
детектор
используется для всех типов колонок.
FPD-2014
• Большой встроенный дисплей.
Возможен ввод/вывод параметров анализа на экран.
• Полный набор инжекторов.
• Возможность использования различных типов
колонок.
• Термостатирование колонок.
• Возможность использования дополнительного
оборудования.
• Аналитические системы на основе GC-2014 для
реализации различных видов анализа.

15. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Электронная регулировка потоков (AFC)
GC-2014 оборудован контроллером потока (AFC). Цифровое управление стандартно не только для
капиллярных, но для набивных колонок. Точное управление потоком газа-носителя с помощью AFC
обеспечивает более высокий уровень воспроизводимости времени удерживания и площадей паков,
позволяя обеспечить более высокий уровень исследований.
Детекторы
Пламенно-фотометрический
детектор
FPD-2014
использует
преимущества
конструкции
«holophotal». Такая конструкция детектора позволяет легко и просто заменять сопла горелок для
работы с капиллярными или набивными колонками.
Простая
замена сопла
позволяет
использовать
набивные и
капиллярные
колонки.
Holophotal
Сопло
Линза
Фильтр Фотоумножитель
Кварцевое сопло
для анализа с
набивными
колонками
Кварцевое сопло
для анализа
на капиллярных
колонках

16. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Пламенно-фотометрический детектор
В детекторе используется сопло для работы с капиллярными колонками, что обеспечивает
высокую чувствительность детектора. FPD-2014 компактен, позволяет работать при высоких
температурах (до 350°С). ПФД является селективным и высокочувствительным по отношению к
фосфор- и серосодержащим веществам. Используется для анализа остаточных количеств
пестицидов и дурнопахнущих соединений.
Замена фильтра
не требует инструментов
Пламенно-термоионный детектор для
капиллярных колонок
Детектор используется для анализа микроколичеств азот- и фосфорсодержащих соединений,
например, для остаточных количеств пестицидов.
Замена коллектора
не требует инструментов
Пламенно-термоионный детектор для
насадочных колонок
Детектор предназначен для работы с набивными колонками.

17. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Пламенно-ионизационный детектор
Пламенно-ионизационный детектор используется для анализа органических соединений. В
модели реализованы автоматический поджиг пламени и автоматическое отключение водорода с
помощью соленоидного крана в случае погасания пламени. Возможна установка как одинарного,
так и двойного ПИД на хроматограф.
Детектор по теплопроводности
В детекторе используется полупроницаемая ячейка, которая меньше подвержена загрязнения, что
увеличивает срок ее службы. TCD-2014 является универсальным детектором, с его помощью
можно анализировать неорганические и органические соединения.
Детектор электронного захвата
Ячейка детектора ECD-2014 имеет улучшенную изоляцию, что защищает ее от загрязнения и
обеспечивает высокую чувствительность. Детектор используется для анализа электрофильных
соединений.
В детекторе используется радиоактивный источник Ni63. Требуется специальная регистрация и
разрешение для использования этого детектора.

18. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Большой встроенный дисплей
Хроматограф оснащен большим жидкокристаллическим дисплеем (LCD), на который
выводятся параметры и метод анализа.
В реальном времени показывается состояние системы, хроматограмма, время с начала и
до конца анализа.
Графический пользовательский интерфейс позволяет быстро вводить все аналитические
установки.
Встроенная функция «Помощь» практически устраняет необходимость обучения. Имеется
наличие функций повышающих производительность.
Подсказка на экране, какой инжектор готов к использованию, предотвращает ошибки ввода.

19. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Используется электронное управление
потоком, давлением на входе в колонку,
скоростью газа-носителя по колонке.
Легкая установка потока газа-носителя с
помощью
электронных
регуляторов
потока
(AFC)
для
набивных
и
капиллярных колонок.
Самодиагностика проверяет прибор перед
вводом пробы. Эта функция считает количество
инжекций через прокладку и время работы
стеклянного вкладыша в инжектор, отслеживает
сроки службы, ошибки температурных сенсоров,
точность установки давления газа, операции
поджига пламени, отслеживает напряжение и
работу аналогово-цифрового преобразователя.
Для управления детекторными газами
можно выбрать электронное или ручное
управление потоками.
При использовании ручного управления
детекторными газами соленоидный кран
автоматически
выключит
поток
детекторного газа при отключении
питания детектора.

20. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Полный набор инжекторов
При работе с хроматографом GC-2014 можно выбрать оптимальный способ введения пробы с
помощью четырех типов инжекторов.
Двойной инжектор для
насадочных колонок
SPLIT/SPLITLESS
инжектор
Предназначен для работы с
набивными колонками с
детекторами по теплопроводности и ПИД.
Предназначен для высокоскоростного
анализа с капиллярными колонками.
Позволяет осуществлять ввод пробы
под высоким давлением.
Одинарный инжектор для
насадочных колонок
Инжектор для широких
капиллярных колонок
Инжектор предназначен для
работы с ДЭЗ и другими
высокочувствительными
детекторами.
Ввод пробы без деления потока.
Имеет функцию обдува прокладки
для уменьшения затягивания пика
растворителя.
GC-2014 имеет возможность одновременной установки трёх инжекторов и четырёх детекторов.

21. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Возможность использования различных типов колонок
Электронное управление нагреванием и механизм охлаждения позволяет точно термостатировать колонки.
Большой термостат значительно
облегчает процедуру смены и
установки колонок.
В хроматограф GC-2014 можно установить пять
ручных регуляторов потоков газов и до пяти
электронных регуляторов давления и блоков
управления потоками газов.
Ручные
регуляторы
Насадочная
колонка
Капиллярная
колонка
Газы подаются или отключаются в зависимости от положения
ВКЛ/ВЫКЛ выключателей электропитания на основном блоке или
детекторе. При использовании электронных регуляторов давления
все параметры газохроматографического анализа задаются
цифровыми регуляторами.
Установка
всех
аналитических
параметров
и
событий
осуществляется с помощью управляющей станции.
Электронные
регуляторы
Ручной регулятор
потока
Соленоидный кран
AFC

22. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Дополнительное оборудование
Хроматограф GC-2014 можно оснастить дополнительными устройствами для различных типов
исследований.
Системный хроматограф
AOC-20 серия
С хроматографами серии GC-2014
могут быть использованы
автоинжектор АОС-20i для ввода
жидких проб и автодозатор АОС-20s.
Автоинжектор позволяет
обеспечивать различные режимы
ввода пробы. Использвование АOC20i гарантирует высочайшую
точность и воспроизводимость
дозирования жидких проб.
Конструкция хроматографа имеет
дополнительную дверь для
установки дополнительных
переключающих кранов. Внутри
термостата можно установить три
крана с контролем температуры.
На левой панели можно
установить еще три крана без
контроля температуры. Для
программирования работы кранов
может быть использован
программатор PGR-2010.

23. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Аналитические системы для реализации различных видов анализа
Программное обеспечение Simulated Distillation GC System for LabSolutions
• Определение точек кипения нефтепродуктов, используя зависимость
временем удерживания и температурой кипения компонентов смеси.
между
• Анализирует характеристики дистилляции и выдает на печать отчет о результатах
определения.
Примеры использования:
• Дистилляция нефти и нефтепродуктов.
Программное обеспечение PONA Analysis System
• Специализированное программное обеспечение PONA Solution позволяет
идентифицировать пики компонентов бензина или других нефтепродуктов после их
хроматографического разделения.
• Проводится классификация идентифицированных пиков по числу атомов углерода и
типам соединений (парафины, олефины, нафтены и ароматические соединения), а
также их количественная оценка.
Примеры использования:
• Классификация легких углеводородов, бензинов и нефтепродуктов с интервалами
кипения бензина по числу молекул углерода в углеводородной цепочке, классу
идентифицированных соединений, а также расчет удельной плотности, средней
молекулярной массы и октанового числа.

24. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Программное обеспечение GC Solution
Программное
обеспечение
GCsolution
полностью управляет прибором, получает и
обрабатывает хроматографические данные,
полученные от системы.
Возможно
одновременное
управление
четырьмя газовыми хроматографами.
Интегратор Chromatopac C-R7A Plus
• Компактный высокоскоростной
параллельный принтер;
• Возможности языка Chromatopac Basic
позволяют автоматизировать систему;
• Вывод данных и параметров
управления на большом
жидкокристаллическом экране.
Интегратор Chromatopac C-R8A
• Простые функции обработки;
• Поддержка функций валидации;
• Простота в использовании и
обработке данных, позволяет
рекомендовать интегратор для
заводских лабораторий.

25. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014 (Б-111)
Инжекторы
Автосемплер

26. Лабораторные работы

IV. Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014
Капиллярная колонка
Экран

27. Лабораторные работы

IV. Основы управления газовым хроматографом Shimadzu GC-2014
Включение хроматографа
1. Подключить:
баллон
с
газомносителем, газ для детектора и
другие необходимые газы.
2. Включить GC-2014 и
необходимые
сопровождающие
устройства.
3. Включить ПК и его
периферийные
устройства (загрузить
ОС Windows).

28. Лабораторные работы

Запуск программного обеспечения GC Solution
GCSolution позволяет управлять газовым хроматографом с персонального компьютера,
регистрировать хроматограммы и другие различные виды данных и повторно анализировать
полученные данные в различных параметрах на компьютере.
Значок запускает приложение,
которое
используется
для
управления хроматографами
Значок запускает приложение, которое
используется для анализа данных и
для выполнения повторной обработки
данных или калибровки.
Значок запускает приложение, которое используется во
время анализа, для редактирования Файла метода или
файлов, которые не используются для анализа.

29. Лабораторные работы

Запуск программного обеспечения GC Solution
Функции системного администрирования
программным
обеспечением
–
устанавливаются политики безопасности,
такие как метод входа и пароль.
Используется
для
регистрации
пользователей. Также используется для
администрирования
эксплуатационных
прав пользователей.
Позволяет просматривать журнал истории
операций или проводить расширенный
поиск.

30. Лабораторные работы

Основное окно программы GC Solution
Панель инструментов:
Часто используемые функции
меню находятся здесь в
форме значков.
Панель меню:
Меню, которые можно
использовать, меняются в
зависимости от прав на
использование.
Вспомогательная панель:
Здесь находятся различные
значки приложений,
предназначенные для запуска
операций анализа. Наиболее
важные операции выполняются
с использованием иконок
панели Assistant Bar.
Перетащите значки сюда,
чтобы считать файлы.
Титульная панель:
Отображение информации – такой ​
как текущее имя приложения, имя
файла и имя пользователя.
[Закрыть], чтобы
выйти из приложения.
Собственные данные и окна
других приложений
отображаются здесь.
Панель Data Explorer:
Панель управления файлами.
Специальные значки файлов
приложений для запуска
обработки файлов.
Возможно переключение между
папками, открытие файлов
производится перетаскиванием
и вбрасыванием значков в
область отображения.
Внешнее окно:
Доступ к журналам сообщений и
истории входа/выхода в систему.

31. Лабораторные работы

Типы файлов и вкладки файлов в панели данных
Тип файла
Содержание файла
Файл данных
(расширение = 'gcd’)
Хранит следующую информацию:
Файл метода
(расширение = ‘gcm')
Сохраняет условия анализа, используемые для сбора данных, условия обработки данных,
такие как параметры пиковой интеграции и составные таблицы, а также построенные
калибровочные кривые. Кроме того, записывает конфигурацию системы, используемую при
редактировании метода – эти данные будут проверены на текущей конфигурации системы при
считывании данных файла в последующих экспериментах;
Пакетный файл
(расширение = ‘gcb')
Сохраняет пакетную таблицу данных, используемую для выполнения серии анализов или
анализа после запуска. Один и тот же файл может использоваться как на экранах <GC Real
Time Analysis>, так и на экранах <GC Postrun>.
Файл формата отчета
(расширение = ‘gcr')
Файл формата отчета хранит такую информацию, ​как макеты, которые будут использоваться
для вывода отчетов и подробные настройки отчета. Окно <Report> используется как на экранах
<GC Real Time Analysis>, так и на экранах <GC Postrun>.
Данные о хроматограмме;
Результаты вычислений, такие как площадь пиков и значения концентрации;
Информация о статусе, такая как температура термостата и ошибки во время сбора данных;
Данные Файла метода, который использовался для анализа;
Данные Файла формата отчета (при выводе данных отчета);
Данные Пакетного файла (если выполняется последовательный анализ).

32. Лабораторные работы

Запуск GC Solution
Программа анализа GC Solution
запускается, и появляется основной
экран <GC Real Time Analysis>.
По умолчанию в окне <Data Aquisition>, откроется ранее используемый файл метода.
Можно отредактировать существующий файл метода или создать новый файл метода
с необходимыми настройками и параметрами эксперимента.

33. Лабораторные работы

Конфигурация хроматографа
Выбрать

34. Лабораторные работы

Настройка параметров эксперимента
2. Выбрать вкладку
настройки
<Autosampler>
3. Ввести «1 мкл» для
<Объем впрыска>.
Значения остальных
параметров можно
использовать по
умолчанию.
1. Выбрать

35. Лабораторные работы

Настройка параметров эксперимента
4.Выбрать
вкладку
<Injection
unit>
5.[Температура] = 200° C
[Режим управления
потоком] = [линейная
скорость] = 30 см/с.
[Коэффициент разделения]
= 50 (1:50)
[Общий поток] и [поток
колонки] будут
перечитываться на основе
этих настроек.
Все остальные параметры
([режима разделения] =
[газ-носитель]
используются значения по
умолчанию.

36. Лабораторные работы

Настройка параметров эксперимента
6. Выбрать вкладку
<Column>.
8. Нажать <Redraw>, чтобы отобразить
установленные данные программы
температуры на графике.
<Температура> (т.е.
начальная температура)
установить на 55° C.
7. Ввод Температурной программы:
Время удержания на начальной
температуре:
3 мин.,
Шаг изменения:
10° C/мин.,
Конечная температура:
120° C,
Время удерживания:
1 мин.

37. Лабораторные работы

Настройка параметров эксперимента
9. Выбрать вкладку
<Detector>
10.<температура> = 200° C
По умолчанию время остановки
детектора связано с временем
остановки нагрева колонки,
указанного в Температурной
программе.
Можно отключить пункт, отменив
выбор опции пункта в меню,
всплывающем при щелчке правой
кнопкой мыши в окне. Тогда
время остановки нагрева может
быть установлено независимо.

38. Лабораторные работы

Настройка параметров эксперимента
11. Выбрать вкладку
<General>
По опции <Auto Flame On>, пламя
детектора будет автоматически
зажжено, когда GC-2014 будет
иметь статус «Готов к работе».
12.Проверить выбор опции
<Auto Flame On>
Сохранение файла метода
Можно сохранить выполненные настройки в файл метода, выбрав в меню
<File> → <Сохранить файл метода как>.
Файл метода содержит параметры обработки данных, а также параметры устройства.

39. Лабораторные работы

Выполнение регулировки на ноль и тестирования наклона
Значение наклона базовой линии является одним из параметров интегрирования пиков, используемых для
определения чувствительности обнаружения пиков хроматограммы. Использование [теста наклона] позволяет
измерить уровень шума на базовой линии сигнала и получить оптимальное значение наклона.
Перед началом анализа,
нажать [Slope Тест],
чтобы начать проверку
наклона.
Когда базовая линия пришла в
стабильное
состояние,
можно
запустить [корректировку на ноль].
Во время анализа
нажать [Snapshot],
чтобы увидеть
временный файл
данных.
Команда регулировки нуля записывается в GC, а базовый
уровень сигнала детектора устанавливается на ноль.
– создается временный файл данных с хроматограммами,
полученными от начала анализа до пройденных точек, который
считывается в <GC Postrun> - <Data Analysis>.
Нажать [OK], чтобы
применить значение
наклона к файлу метода.
С помощью этой функции можно проверить площадь пика и другие данные во время анализа. При необходимости
считанные данные можно сохранить в файл под другим именем.

40. Лабораторные работы

Запуск эксперимента
4.Монитор прибора
автоматически включится.
Подтвердите включение <GC
System> и подождите, пока <GC
Status> изменится на «Готов».
1. Выбрать
<Download
Parameters>
2. Выбрать
<System On>
3.GC-2014
запустится,
используя
загруженные
значения
проверитьпараметров
на мониторе
Можно
значения настроек для каждого блока.
Поскольку запуск GC контролируется в следующем порядке: расход газа →
температура → детектор, контроль температуры может не запуститься, или
детектор может не включиться сразу после запуска GC.

41. Лабораторные работы

Настройка однократного анализа
3.Хотя [имя] и
[идентификатор] можно
пропустить, обязательно
введите [имя файла данных].
2. Выбрать
<Sample
Login>
Перед началом
эксперимента нужно
зарегистрировать
информацию кликнув по
значку <Sample login>.
4. Ввести [Vial #] = 1.
1. Выбрать
<Single Run>
5.Выбрать эту
опцию и указать
формат файла
отчета для печати.
6. Нажать ОК для
завершения.

42. Лабораторные работы

Запуск однократного анализа
Установить стандартный флакон с спиртовым раствором в положении № 1 автосемплера AOC20i.
AOC-20i введет образец и начнет
анализ. При запуске анализа на
экране начнется начало
регистрации хроматограммы.
Нажать
<Start>
Чтобы выполнить анализ с
помощью ручного ввода образца,
после нажатия значка
[Start]
на вспомогательной панели,
введите образец в GC и нажмите
кнопку
[Start] на хроматографе.
Во время сбора данных отображается состояние –
«накопление».
После завершения сбора данных дисплей временно
покажет «Не готов», а затем вернется в режим «Готов».
Если нажать только кнопку
[Start] на приборе GC, не нажав значок
[Start] для GCSolution, программа
GC начнется, но хроматографирование
не будет выполнено.

43. Лабораторные работы

Проверка результатов анализа (обработка хроматограммы)
Чтобы начать <GC Postrun> <Анализ данных> и проверить
полученные результаты, необходимо
дважды щелкнуть значок файла
данных в панели <Data Explorer>,
который был записан во время
хроматографирования образца.
Альтернативный способ начать
<GC Postrun> - <Анализ данных>.
1.Нажать
значок
[GC Postrun] на
вкладке [Operation].
2.Наж
ать
[Data
Analysis]
3.Перетащить
значок файла
данных в
область
просмотра,
чтобы открыть.

44. Лабораторные работы

Операции в окне <Анализ данных>
Существуют различные функции
для просмотра и повторной
обработки данных в режиме
<Data Analysis>.
<Data Analysis> может
обрабатывать только один файл
данных. Чтобы обработать другой
файл данных одновременно, нужно
запустить еще одну версию <GC
Postrun> - <Data Analysis>, чтобы
открыть второй файл данных.
Нажать значок <Data in
Report> на вспомогательной
панели, чтобы распечатать
содержимое файла данных.
После завершения операций в окне
<Data Analysis>, обязательно
необходимо сохранить файл
данных и/или файл метода,
используя меню [File].
Выбрать мышкой в области
обзора <хроматограммы>
необходимый диапазон
хроматограммы – он будет
увеличен в нижней области.
Используйте правую кнопку мыши для
вызова меню в области
<Хроматограмма>, чтобы выбрать окно
просмотра <Настройки дисплея>.
Увеличивает/
уменьшает
диапазон оси
интенсивности.
Переключение режима
<View/Edit>.
Переобработка данных
выполняется автоматически,
если режим изменяется с
[Edit] на [View].

45. Лабораторные работы

Изменение параметров интегрирования пиков и выполнение обработки данных
Детектируются
и ненужные
небольшие пики
После редактирования метода обработки
и возвращения экрана в режим
Просмотра, данные автоматически
переанализируются, и результат
отобразится в окнах <Results> и
<Chromatogram>. Можно проверить
полученные результаты.
При необходимости можно изменить
Метод и снова запустить анализ данных.
Также данные автоматически
пересчитываются после изменения
количественных параметров в режиме
редактирования, а экран возвращается в
режим Просмотра.
После того, как подобраны удовлетворительные значения параметров, можно
сохранить их в файл, выбрав [Сохранить
данные и файл метода] из меню [File].
Проверьте порог между значениями
площади/высоты необходимых и
ненужных пиков.
Нажать
для
входа в режим
редактирования
Метода.
Перейти на
вкладку
[Интегрирование]
Ввести значение
«5000» для [Min.
Area/Height]
Нажать
для
возврата в режим
Просмотра Метода.
Данные будут автоматически
повторно проанализированы
при переходе из режима [Edit]
в режим [View], только для
необходимых пиков.

46. Лабораторные работы

Интегрирование пиков хроматограммы
После переключения Метода в окнах <Data Analysis> или <Calibration Curve> в режим
[Редактирование] нажмите кнопку
на странице вкладки [Интегрирование], чтобы
открыть экран <Integration Time Program>.
Нажмите одну из кнопок команд
обработки, чтобы выполнить ее и
укажите время нажав на точку на
хроматограмме.
Поскольку некоторые команды
обработки требуют, чтобы были
указаны начальные и конечные
точки,
следуйте
подсказкам,
показанным в нижнем левом углу
экрана.
После завершения всех настроек
нажать кнопку [OK], чтобы закрыть
экран программы <Integration
Time Program>.
Увеличить нужную
область спектра с
помощью мыши.
Кнопки для
выбора команды
обработки.
Таблица для
отображения
заданных команд
обработки и их
значений.
Здесь
отображается
руководство по
обработке.

47. Лабораторные работы

Создание калибровочных кривых
Если уже имеется стандартизированный файл
данных образца, можно создать калибровочную
кривую, повторно анализируя данные в экранах
<Calibration Curve> или <Batch Table>.
Если стандартного файла данных образца нет –
его можно создать или обновить текущую
калибровочную кривую прямо при регистрации
хроматограммы; для этого нужно установить тип
образца как «Стандарт» и проанализировать
образец повторно.
Нажать значок <Calibration Curve> на панели
<Real Time>, чтобы вызвать экран. В этом окне
будет показано содержимое файла метода,
загруженного в окно <Acquisition>.
На экране <Calibration Curve> будет создана
калибровочная кривая для текущего файла
метода, используемого в анализе; ту же кривую
можно использовать для анализа неизвестных
образцов при количественном определении при
следующем анализе.
Блоки <GC Real Time Analysis>, <Acquisition> и <Calibration
Curve> всегда загружают один и тот же файл метода.

48. Лабораторные работы

Выбор файлов данных для калибровочной кривой
Добавить файлы данных в <Data File
Tree> и использовать их в качестве
данных калибровки.
Мастер <Compound Table
Wizard> позволяет создать таблицу
веществ, используя данные,
выбранные из Файлов
данных.
После того, как создание таблицы для
калибровочной кривой завершится,
окно <Method> перейдет в режим
Редактирования.
Можно проверить параметры
и внести изменения, если
это необходимо.
1.Перетащить
файл данных в эту
область, чтобы
добавить данные в
качестве точки
калибровки.
2.Можно
использовать меню
правой кнопки мыши в
области просмотра
<Data File Tree>, чтобы
удалить файл данных
из точек калибровки.
3.После внесения
изменений нужно
проверить
хроматограмму в окне
Просмотра.

49. Лабораторные работы

Создание калибровочной кривой
Если окно <Method>
перевести в режим
Просмотра, на экране
построится и
отобразится созданная
калибровочная кривая.
Отображает
калибровочную
кривую для
выбранного ID
номера.

50. Лабораторные работы

Создание калибровочной кривой
Также можно создавать калибровочные кривые при
выполнении анализа (в реальном времени или после запуска),
используя файл метода, содержащий составную
таблицу.
В анализе одного образца нажать кнопку [Advanced]
в окне <Sample Login> и установить тип образца как
«Стандарт» и ввести номер уровня.
В последовательном анализе ввести данные в
таблицу следующим образом:
Чтобы инициализировать
калибровочную кривую, нужно
выбрать [Standard] - [Initialize
Calibration Curve] в 1-ой строке
и очистить текущую кривую.
Установить последовательную
комбинацию уровня точки
калибровки и файлов данных.
2.Выбрать
[Initialize Calibration
Curve], чтобы
создать новую
калибровочную
кривую.
1.Образе
ц
анализирует
ся как
[стандарт].
3.Ввести «1», т.к.
была создана
одноуровневая
калибровочная
кривая.

51. Лабораторные работы

Количественный анализ
Используя Метод, для которого создана калибровочная кривая, можно
неизвестные образцы, а затем получить для них количественные результаты.
анализировать
Чтобы сделать количественное определение для анализа одного
образца, необходимо загрузить файл метода, для которого была создана
калибровочная кривая на экран <Acquisition> и хроматографировать,
используя ту же процедуру работы, что и при выполнения обычного
анализа стандартного образца. Только в этом случае обязательно
установить тип образца как «Unknown».
Проанализируйте
образец как [Unknown].
Используйте метод с
калибровочной кривой
для получения
количественных
результатов расчета.
Чтобы сделать количественное определение, используя последовательный анализ, нужно выбрать
имя файла метода, с помощью которого в пакетной таблице была создана калибровочная кривая и
запустить анализ выбрав тип образца как «Unknown».

52. Лабораторные работы

Выполнение последовательного анализа (пакетный анализ)
Чтобы выполнить последовательное хроматографирование нескольких образцов, необходимо
использовать окно <Batch Table> на экране <GC Real Time Analysis>.
Когда откроется <Batch Table>, в
таблице
будет
отображаться
только одна пустая строка.
Можно
загрузить
сюда
существующие пакетные файлы
для редактирования или создать
новую таблицу для проведения
последовательного анализа.
Каждая строка таблицы
соответствует одному образцу
(как при анализе одного образца).
Выбрать необходимые
команды
редактирования в меню
правой кнопкой мыши.
Нажать на
значок.
Можно создать таблицу гораздо
легче, используя мастер.

53. Лабораторные работы

Запуск последовательного анализа
После того, как
настройки таблицы в
окне <Batch Table>
завершены, можно
запустить
последовательный
(пакетный) анализ.
Нажать
<Старт>

54. Лабораторные работы

Запуск последовательного анализа
Образец
впрыскивается
автоматически.
Убедившись, что статус GC "Готов", в окне <Data Acquisition>
нажать кнопку [START]
устройства GC во время
введения образца.

55. Лабораторные работы

Остановка анализа
Время, необходимое для выполнения всего анализа, устанавливается самым длинным среди
времени завершения хроматографирования и времени, установленном в программах управления
устройствами, такими как время для контроля температуры в термостате.
Можно изменить время остановки эксперимента даже после начала анализа.
После начала анализа в поле <Instrument Parameters> настройки установлены в
состояние «только для чтения», поэтому нельзя изменить поле [Stop Time] в нем.
Поэтому во время анализа нужно использовать экран <Change Stop Time>, чтобы
изменить время завершения эксперимента.
Нажать
[Acquisition] [Change Stop Time]
Для полной остановки анализа одного образца необходимо
Нажать
[Stop] нажать значок [Stop] на вспомогательной панели [Single Run].
При этом получение данных остановится, и появится диалоговое
окно с вопросом, хотите ли вы остановить программу GC,
например, для температурного программирования.
Данные, полученные до остановки анализа сохранятся в файле данных.
Ввести время
остановки
анализа.

56. Лабораторные работы

Выключение хроматографа
Нажать [Выключение системы],
чтобы выключить хроматограф,
затем подождать и убедиться, что
температура в термостате колонки
снизилась достаточно низко.
Нажмите [System Off]
в режиме [Real Time]
вспомогательной
панели.
Монитор прибора появится автоматически.
Убедитесь, что для параметра [GC System]
установлено значение OFF.

57. Лабораторные работы

Выключение хроматографа
4. Остановите подачу газаносителя и других газов
для детекторов.
1. Нажмите [Закрыть] в правом
верхнем углу каждого
открытого окна программы,
чтобы выйти из нее.
3. Выключите GC-2014
и сопутствующие
устройства.
2. Выйдите из Windows и
выключите компьютер
и периферийные
устройства.

58. Лабораторные работы

V. Отчет по лабораторным работам 1-3 (ответы на контрольные вопросы)
Контрольные вопросы:
1. Определение хроматографии?
2. Теоретическое описание процессов разделения – ТСХ, КХ, ГХ?
3. Газо-жидкостная хроматография, общее устройство газового хроматографа?
4. Основные характеристики хроматографического пика?
5. Понятия время и объем удерживания компонента?
6. Методы количественного анализа в хроматографии?
7. Сочетание хроматографического разделения с другими аналитическими методами?
8. Особенности ввода пробы. Виды хроматографических колонок.
Литература:
1. Набиванец Б.И. Хроматографический анализ. 1979. 264 с
2. Беккер X.N. Органикум. Часть 1. 1992. 488 с (2008. 504 с)
3. Shimadzu GCSolution operation manual

59. Лабораторные работы

Контрольные вопросы ЛР-1:
1.
2.
3.
4.
Тонкослойная хроматография – основы метода, техника эксперимента?
Для каких целей используют тонкослойную хроматографию (ТСХ)?
Характеристики тонкослойной хроматографии?
Величина Rf – методы её определения? Факторы, на неё влияющие?
5.
6.
7.
8.
Растворители для тонкослойной хроматографии?
Что такое «стартовая» линия, линия «фронта» и хроматографическая зона?
Какой состав элюента дал наилучшие результаты?
Какие значения Rf получены для наилучшего разделения смеси в ходе работы?
Контрольные вопросы ЛР-2:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Для каких целей используют колоночную хроматографию?
Техника выполнения колоночной хроматографии.
Способы заполнения хроматографических колонок.
Функции неподвижной фазы.
С чем связана разная скорость передвижения компонентов смеси в потоке ПФ?
Как повысить элюотропную способность растворителя?
Какой состав элюента использовался для проведения колоночной хроматографии?
Сколько фракций было собрано при выполнении хроматографирования?

60.

Федоров Сергей Владимирович
Инструментальные методы
исследования органических
веществ