气相色谱仪的基本原理与结构

气相色谱仪对于室内环境检测人来说应该并不陌生，是实验室一种常用的分析气体的仪器， 在许多领域都得到广泛的应用，下面为大家介绍一下气相色谱仪的一些基础知识。

色谱法，又称层析法或色层法，是一种物理化学分析方法，它利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离。

以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法(Gas Chromatography，简称GC)。

气相色谱根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)：

Ÿ 气固色谱

“气”指流动相是气体，“固”指固定相是固体物质。例如：活性炭、硅胶等。

Ÿ 气液色谱

“气”指流动相是气体，“液”指固定相是液体。例如：在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷，可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。

气相色谱仪是用来测定样品中不同组分含量的分析仪器。

对含有未知组分的样品，首先必须将其分离，然后才能对有关组分进行进一步的分析。混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异，气相色谱仪主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。

待分析样品在汽化室汽化后被载气（一般是N₂、He等）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，组分在柱内固定相与流动相间反复多次进行分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同。

吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。

测定样品中某组分的含量时，需要先分析已知浓度的标准样品，然后将标准样品色谱峰的保留时间和峰面积与待测样品比对，计算待测样品中目标组分含量。

气相色谱仪主要由载气系统、进样系统、分离系统、检测系统、温控系统和记录系统组成。

组分能否分开，关键在于色谱柱，分离后组分能否鉴定出来则在于检测器，所以分离系统和检测系统是仪器的核心。

包括气源、气体净化、气体流速控制和流量。其中气体流速和流量的控制精度影响着气相色谱的稳定性。

气相色谱仪中常用的载气有氮气、氢气、氦气，化学惰性好，不和固定液、分析对象等发生化学反应。

包括进样器、汽化室（将液体样品瞬间汽化为蒸气），把气体或液体样品快速而定量地加到色谱柱上端。

色谱柱基本有两类：填充柱和毛细管柱。

填充柱：适合常规样品的定量分析，尤其是高纯度的样品。

毛细管柱：适合分离组成比较复杂或微量样品以及残留分析等，分离效率比填充柱要高得多。

将被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大器后，将电信号传送至记录仪，由记录仪记录成色谱图。

检测器性能的好坏将直接影响到色谱仪最终分析结果的准确性。

原则上，被测组分和载气在性质上的任何差异都可以作为设计检测器的依据，但在实际中常用的检测器只有几种，具有通用性或选择性。检测器的选择要依据分析对象和目的来确定。

在气相色谱仪中，温度控制极其重要，温控直接影响色谱柱的分离效能、检测器的灵敏度和稳定性。

温度控制系统的主要对象是汽化室、色谱柱和检测器。

在汽化室中要保证液体试样瞬间完全汽化，在柱箱中要确保组分分离完全。当试样中待测组分种类繁多时，柱箱温度需要通过程序控制温度变化，各组分应在最佳温度下分离，并确保试样中各组分在检测器中通过时不发生冷凝。

气相色谱仪的记录系统主要用于气相色谱仪记录检测器的检测信号，并进行定量数据处理和记录。部分气相色谱仪还配有电子计算机，可自动测量色谱峰的面积，直接提供定量分析的准确数据，并能自动对色谱分析数据进行再处理分析。