本书是“色谱技术丛书”的分册之一，从实用出发，结合应用需求，系统介绍了气相色谱（GC）技术。本书首先概述了气相色谱的发展史、特点和分类、与液相色谱的区别，在此基础上分理论、仪器、方法和应用四部分阐述了气相色谱技术。理论部分为第二章，对气相色谱基本原理、理论和数据处理方法做了简要介绍；仪器部分包括第三至六章，对气相色谱仪器的组成及选购、色谱柱、进样技术、检测器做了详细阐述，其中对质谱检测器和气相色谱质谱联用技术做了重点介绍；方法部分包括第七至九章和第十五章，对顶空气相色谱、裂解气相色谱和超临界流体色谱的方法原理、装置和应用做了阐述，并对气相色谱方法开发展开讨论，包括样品制备和方法认证，以及实验结果的评价和仪器的校准；应用部分包括第十至十四章，结合标准和实例，系统介绍了气相色谱在石油化工、化妆品、材料、环境、农药残留、食品、生命科学、药物、保健品、法庭鉴定和兴奋剂检测等领域的典型应用。
本版在内容结构上较第二版做了较大调整，在内容的深度和广度上均有提升，增加了气相色谱柱、气相色谱检测器两章，在方法开发部分增加了样品制备内容，大幅扩充了应用内容，介绍了各类标准方法及国内学者开发的先进方法，总结了气相色谱特别是气相色谱质谱联用的新进展。
本书融合作者30多年从事气相色谱研究和教学的经验，内容实用，可作为化学、化工、材料、环境、食品、医药、农业、生命科学等领域气相色谱实验室技术人员的培训教材，也可作为本科和职业院校分析化学、分析检验技术等专业师生的教学参考书。
刘虎威，北京大学化学与分子工程学院教授，博士生导师，中国质谱学会副理事长、中国化学会色谱专业委员会副主任、中国分析测试协会副秘书长，北京色谱学会理事长，Journal of Separation Science 和 Journal of Analysis and Testing副主编，色谱责任副主编，同时还担任国内外多种分析测试类期刊编委。长期从事生物分离与检测技术研究，包括色谱、毛细管电泳、质谱以及联用技术（如LC-MS,CE-MS），应用领域包括药物分析、植物激素检测、蛋白质组学和脂质组学分析。迄今已发表学术论文280余篇，出版学术著作三部，还为10部书籍撰写了章节。主持完成或在研国家自然科学基金重点项目、重大科研仪器专项、面上项目等多项。担任《Analytical and Bioanalytical Chemistry》、《化学通报》、《中国药学.英文版》、《分析测试学报》、《分析科学学报》、《分析试验室》、《现代科学仪器》、《岩矿测试》、《现代仪器》和《色谱》等杂志编委。
第一章 绪论
第一节 气相色谱的发展与分类 1
一、气相色谱的发展 1
二、气相色谱的特点和分类 3
第二节 气相色谱与液相色谱的比较 3
一、流动相 4
二、固定相 4
三、分析对象 4
四、检测技术 4
五、制备分离 5
第三节 气相色谱文献 5
一、参考书目 5
二、发表GC 文献的主要期刊 6
参考文献 7
第二章 气相色谱基础
第一节 气相色谱基本原理 8
一、气相色谱分离过程 8
二、气相色谱基本概念 9
第二节 气相色谱基本理论 14
一、色谱的塔板理论 14
二、影响谱带展宽的因素 17
三、色谱速率理论 17
四、分离条件的优化 24
第三节 气相色谱数据处理 28
一、基本要求 28
二、数据处理基本参数 29
三、色谱定性分析方法 30
四、色谱定量分析方法 31
参考文献 34
第三章 气相色谱仪器
第一节 仪器的基本配置及选购 35
一、仪器的基本配置 35
二、仪器的选购 36
第二节 气路系统 38
一、气源 38
二、气路控制系统 39
三、电子气路控制和微板流路控制 41
第三节 进样系统 43
一、进样口的结构与技术指标 43
二、进样口对谱带展宽的影响及其消除方法 45
三、常用进样口的特点及其选择 47
四、手动进样与自动进样 49
第四节 柱系统 51
一、柱箱尺寸与控温参数 51
二、色谱柱的类型与选择 52
三、色谱柱操作注意事项 54
第五节 检测系统 56
一、检测器的分类和特点 56
二、检测器的性能技术指标 57
三、检测器的选择 59
第六节 数据处理系统和控制系统 60
第七节 微型气相色谱简介 60
一、微型气相色谱的特点 60
二、微型气相色谱仪器 61
三、应用举例 61
第八节 多维气相色谱简介 62
一、多维色谱概述 62
二、二维气相色谱的仪器 64
三、应用举例 65
参考文献 68
第四章 气相色谱柱
第一节 固定相 69
一、气固色谱固定相 69
二、气液色谱固定相 71
第二节 填充柱的制备和评价 75
一、柱管材料 75
二、填充柱制备 75
三、柱性能评价 76
第三节 开管柱的制备和评价 77
一、开管柱的类型 77
二、柱管材料 77
三、开管柱的制备 78
四、开管柱的评价 79
五、开管柱的选用 80
第四节 微径柱用于快速色谱分析 81
一、快速气相色谱的定义 81
二、实现快速气相色谱的途径 81
三、快速气相色谱的操作注意事项 82
参考文献 84
第五章 气相色谱进样技术
第一节 填充柱进样口 85
一、进样口结构 85
二、玻璃/不锈钢填充柱进样 85
三、大口径毛细管柱直接进样 86
第二节 分流/不分流进样 87
一、进样口结构 87
二、分流进样 87
三、不分流进样 90
第三节 冷柱上进样 93
一、冷柱上进样的特点 93
二、进样口设计 94
三、样品适用性 95
四、操作条件设置 95
第四节 程序升温汽化进样 95
一、程序升温汽化进样的特点 95
二、进样口的设计 96
三、进样模式 97
四、样品适用性 97
五、操作条件设置 98
第五节 大体积进样 98
一、实现大体积进样的方式 98
二、应用举例 104
第六节 阀进样 105
一、阀进样的特点 105
二、进样阀的结构 105
三、进样阀的安装 106
四、样品适用性 106
五、操作条件的设置 107
第六章 气相色谱检测器
第一节 热导检测器 108
一、原理与结构 108
二、特点 109
三、操作注意事项 109
第二节 火焰离子化检测器 109
一、原理与结构 109
二、特点 110
三、操作注意事项 110
第三节 氮磷检测器 111
一、原理与结构 111
二、特点 111
三、操作注意事项 111
第四节 电子捕获检测器 112
一、原理与结构 112
二、特点 112
三、操作注意事项 113
第五节 火焰光度检测器 113
一、原理与结构 113
二、特点 114
三、操作注意事项 114
第六节 质谱检测器 114
一、质谱基础 114
二、GC-MS 仪器 129
三、GC-MS 数据处理 132
第七节 其他检测器 137
一、化学发光检测器 137
二、光离子化检测器 137
三、原子发射光谱检测器 138
四、红外光谱检测器 138
第八节 检测器的选用及尾吹气的问题 138
一、检测器选用 138
二、尾吹气 139
参考文献 139
第七章 顶空气相色谱
第一节 概述 140
一、引言 140
二、顶空分析基本原理 141
三、顶空气相色谱的分类与比较 141
第二节 静态顶空气相色谱 142
一、静态顶空气相色谱的理论依据 142
二、静态顶空气相色谱的仪器装置 143
三、影响静态顶空气相色谱分析的因素 146
四、静态顶空气相色谱的方法开发和常用技术 151
五、静态顶空气相色谱的应用 155
第三节 动态顶空气相色谱 168
一、吹扫-捕集进样技术的基本原理 168
二、吹扫-捕集进样装置 168
三、吹扫-捕集操作条件选择 169
四、影响分析精度的因素 170
五、吹扫-捕集进样技术的应用 171
第四节 热解吸进样技术 175
一、热解吸进样技术简介 175
二、热解吸进样技术的应用 176
参考文献 177
第八章 裂解气相色谱
第一节 概述 178
一、分析裂解和应用裂解 178
二、裂解气相色谱的发展 179
三、裂解气相色谱的特点 179
第二节 裂解气相色谱的原理 180
一、裂解气相色谱分析流程 180
二、聚合物裂解机理简介 180
三、裂解条件及其优化 181
四、谱图解析与数据处理 186
第三节 裂解装置 190
一、裂解器的特点与分类 190
二、热丝（带）裂解器 192
三、管式炉裂解器 194
四、居里点裂解器 195
五、激光裂解器 197
六、裂解器的性能比较、选择和安装 197
第四节 裂解气相色谱的有关技术 200
一、浓缩技术 200
二、闪蒸技术 201
三、程序升温裂解和多阶裂解技术 201
四、反应裂解技术 202
第五节 裂解色谱的应用 203
一、聚合物的分析 203
二、能源研究和环境分析 207
三、生命科学与食品分析 210
四、法庭科学和药物分析 212
五、考古与文物鉴定 215
六、小结与展望 216
参考文献 217
第九章 气相色谱分析方法开发与验证
第一节 降低检测限的途径 218
一、样品浓缩 218
二、使用选择性高灵敏度检测器 218
三、降低仪器系统噪声 219
四、改变进样方式 219
第二节 气相色谱分析样品制备 219
一、引言 219
二、固相萃取 220
三、固相微萃取 228
四、微波辅助萃取 232
五、超临界流体萃取 234
六、加压流体萃取 238
七、衍生化技术 241
第三节 气相色谱方法开发与验证 243
一、方法开发的一般步骤 243
二、方法的验证 255
第四节 色谱分析结果的不确定度评定 258
一、不确定度的定义及其来源 258
二、不确定度的评定 260
三、色谱实验室质量控制 263
第五节 仪器的校准和检定 265
一、GC 仪器校准的计量性能要求 265
二、检定/校准用标准物质和设备 266
三、检定/校准方法 266
第六节 气相色谱实验室的良好习惯 269
参考文献 271
第十章 气相色谱的应用：石油化工、化妆品和材料分析
第一节 石油化工分析 272
一、天然气成分分析 272
二、炼厂气分析 274
三、模拟蒸馏 276
四、汽油基本组成分析 279
五、柴油组成分析 281
第二节 化妆品分析 283
一、引言 284
二、氯代烃类有机溶剂的分析 285
三、二甲基环硅氧烷的分析 287
四、防晒剂的测定 289
五、香料的测定 290
六、有害物质的检测 292
第三节 材料分析 293
一、元素分析 294
二、水分测定 294
三、配位化合物分析 295
四、阴离子分析 296
五、金属有机化合物分析 297
参考文献 298
第十一章 气相色谱的应用：环境及农药残留分析
第一节 农药残留分析 299
一、引言 299
二、QuEChERS 农药多残留分析方法 301
三、有机磷农药残留的检测 303
四、有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的检测 304
五、氨基甲酸酯类农药残留的检测 308
第二节 环境分析 309
一、引言 309
二、多环芳烃的分析 311
三、二英和多氯联苯的分析 317
四、多溴联苯醚的分析 330
五、挥发性有机物的分析 332
六、其他重要污染物的分析 339
参考文献 349
第十二章 气相色谱的应用：食品和生命科学分析
第一节 食品分析 351
一、引言 351
二、农药残留和PAHs 检测 352
三、食品添加剂分析 354
四、非法添加和有毒有害化学品的测定 359
第二节 生命科学分析 368
一、引言 368
二、代谢组学分析 368
三、脂质组学分析 373
四、体内药物分析 376
参考文献 378
第十三章 气相色谱的应用：药物和保健品分析
第一节 药物分析 379
一、引言 379
二、农药及溶剂残留分析 380
三、中药成分分析 387
四、化学药成分分析 391
五、手性药物测定 397
第二节 保健品分析 398
一、引言 398
二、鱼油保健品中EPA 和DHA 含量的测定 398
三、大蒜精油保健品中活性有机硫化物的测定 399
四、鹿茸保健品中性激素的测定 400
五、西洋参和三七保健品中皂苷类成分的分析 402
六、保健品中违禁药物的检测 402
参考文献 404
第十四章 气相色谱的应用：法庭鉴定和兴奋剂检测
第一节 法庭鉴定 405
一、引言 405
二、一般物证鉴定 406
三、滥用药物分析 407
四、爆炸残留物的分析 419
第二节 兴奋剂检测 423
一、引言 423
二、尿样中外源性睾酮及其代谢物的检测 424
三、尿液中21 种兴奋剂的检测 427
第三节 其他应用 429
参考文献 431
第十五章 超临界流体色谱简介
第一节 超临界流体色谱基础 432
一、超临界流体色谱的发展 432
二、超临界流体色谱的原理和优点 433
三、超临界流体色谱常用流动相 434
四、超临界流体色谱固定相和色谱柱 434
第二节 超临界流体色谱仪器 435
一、仪器组成 435
二、检测器 435
第三节 超临界流体色谱的应用 436
一、对映异构体的分离 436
二、同分异构体的分析 437
三、中药分析 439
四、短链脂肪酸的分析 439
五、保健食品非法添加检测 440
六、生物大分子的分析 442
参考文献 442
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