氣相色譜儀的基本原理與結構

氣相色譜儀對于室內環境檢測人來說應該并不陌生，是實驗室一種常用的分析氣體的儀器， 在許多領域都得到廣泛的應用，下面為大家介紹一下氣相色譜儀的一些基礎知識。

色譜法，又稱層析法或色層法，是一種物理化學分析方法，它利用不同溶質（樣品）與固定相和流動相之間的作用力（分配、吸附、離子交換等）的差別，當兩相做相對移動時，各溶質在兩相間進行多次平衡，使各溶質達到相互分離。

以氣體作為流動相的色譜法稱為氣相色譜法(Gas Chromatography，簡稱GC)。

氣相色譜根據所用固定相狀態的不同可分為氣-固色譜(GSC)和氣-液色譜(GLC)：

? 氣固色譜

“氣”指流動相是氣體，“固”指固定相是固體物質。例如：活性炭、硅膠等。

? 氣液色譜

“氣”指流動相是氣體，“液”指固定相是液體。例如：在惰性材料硅藻土涂上一層角鯊烷，可以分離、測定純乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等雜質。

氣相色譜儀是用來測定樣品中不同組分含量的分析儀器。

對含有未知組分的樣品，首先必須將其分離，然后才能對有關組分進行進一步的分析。混合物的分離是基于組分的物理化學性質的差異，氣相色譜儀主要是利用物質的沸點、極性及吸附性質的差異來實現混合物的分離。

待分析樣品在汽化室汽化后被載氣（一般是N₂、He等）帶入色譜柱，柱內含有液體或固體固定相，組分在柱內固定相與流動相間反復多次進行分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同，因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同。

吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進入檢測器，而吸附力最強的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。

測定樣品中某組分的含量時，需要先分析已知濃度的標準樣品，然后將標準樣品色譜峰的保留時間和峰面積與待測樣品比對，計算待測樣品中目標組分含量。

氣相色譜儀主要由載氣系統、進樣系統、分離系統、檢測系統、溫控系統和記錄系統組成。

組分能否分開，關鍵在于色譜柱，分離后組分能否鑒定出來則在于檢測器，所以分離系統和檢測系統是儀器的核心。

包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和流量。其中氣體流速和流量的控制精度影響著氣相色譜的穩定性。

氣相色譜儀中常用的載氣有氮氣、氫氣、氦氣，化學惰性好，不和固定液、分析對象等發生化學反應。

包括進樣器、汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣），把氣體或液體樣品快速而定量地加到色譜柱上端。

色譜柱基本有兩類：填充柱和毛細管柱。

填充柱：適合常規樣品的定量分析，尤其是高純度的樣品。

毛細管柱：適合分離組成比較復雜或微量樣品以及殘留分析等，分離效率比填充柱要高得多。

將被色譜柱分離的樣品組分根據其特性和含量轉化成電信號，經放大器后，將電信號傳送至記錄儀，由記錄儀記錄成色譜圖。

檢測器性能的好壞將直接影響到色譜儀最終分析結果的準確性。

原則上，被測組分和載氣在性質上的任何差異都可以作為設計檢測器的依據，但在實際中常用的檢測器只有幾種，具有通用性或選擇性。檢測器的選擇要依據分析對象和目的來確定。

在氣相色譜儀中，溫度控制極其重要，溫控直接影響色譜柱的分離效能、檢測器的靈敏度和穩定性。

溫度控制系統的主要對象是汽化室、色譜柱和檢測器。

在汽化室中要保證液體試樣瞬間完全汽化，在柱箱中要確保組分分離完全。當試樣中待測組分種類繁多時，柱箱溫度需要通過程序控制溫度變化，各組分應在最佳溫度下分離，并確保試樣中各組分在檢測器中通過時不發生冷凝。

氣相色譜儀的記錄系統主要用于氣相色譜儀記錄檢測器的檢測信號，并進行定量數據處理和記錄。部分氣相色譜儀還配有電子計算機，可自動測量色譜峰的面積，直接提供定量分析的準確數據，并能自動對色譜分析數據進行再處理分析。