一、氣相色譜法基本原理 　　氣相色譜（GC）是一種分離技術。實際工作中要分析的樣品往往是復雜基體中的多組分混合物，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?；旌衔锏姆蛛x是基于組分的物理化學性質的差異，GC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惰性氣體（即載氣，一般是N2、He等）帶入色譜柱，由于樣品中各組分的沸點、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣是流動的，這種平衡實際上很難建立起來，也正是由于載氣的流動，使樣品組分在運動中進行反復多次的分配或吸附/解附，結果在載氣中分配濃度大的組分先流譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當組分流譜柱后，立即進入檢測器，檢測器能夠將樣品組分的存在與否轉變為電信號，而電信號的大小與被測組分的量或濃度成比例，當將這些信號放大并記錄下來時，就形成了色譜圖。 二、氣相色譜儀的組成部分 氣相色譜由以下幾大系統組成：（1）載氣系統：包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量；（2）進樣系統：包括進樣器、汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣）；（3）色譜柱和柱溫：包括恒溫控制裝置（將多組分樣品分離為單個）；（4）檢測系統：包括檢測器，控溫裝置；（5）記錄系統：包括放大器、記錄儀、或數據處理裝置、工作站。 三、氣相色譜的定性定量分析 （一）定性分析 氣相色譜的定性分析主要有相對保留值定性法、保留值規律定性法、已知物增加峰高定性法、化學試劑定性法、文獻值對照定性法和檢測器定性法。 （二）定量方法 1．歸一化法：如果試樣中所有組分均能流譜柱，并在檢測器上都有響應信號，都能出現色譜峰，可用此法計算各待測組分的含量。 2．內標法：在試樣中加入一定量的純物質作為內標物來測定組分的含量。內標物應選用試樣中不存在的純物質，其色譜峰應位于待測組分色譜峰附近或幾個待測組分色譜峰的中間，并與待測組分*分離，內標物的加入量也應接近試樣中待測組分的含量。 3．外標法：取待測試樣的純物質配成一系列不同濃度的標準溶液，分別取一定體積，進樣分析。從色譜圖上測出峰面積（或峰高），以峰面積（或峰高）對含量作圖即為標準曲線。然后在相同的色譜操作條件，分析待測試樣，從色譜圖上測出試樣的峰面積（或峰高），由上述標準曲線查出待測組分的含量。 四、氣相色譜柱 　1．氣相色譜柱的分類，按照尺寸、主要以色譜柱的內經分類為毛細管色譜空心柱和填充色譜柱；按色譜柱中固定相類型分類，可將色譜柱分為吸附柱和分配柱。 2．固定液的選擇和固定液的配比，試樣在色譜柱中兩相間的分配行為決定于試樣中各組分本身性質與固定液，因而固定液對于試樣能否被有效分離起決定性作用，固定液的選擇是在基本原則指導下，多根據操作者的實踐經驗進行。固定液選擇的總原則是“相似相溶”。 （1）固定液的選擇，分離非極性組分時，通常選擇用非極性固定相，各組分按沸點順序出峰，低沸點組分先出峰；分離極性組分時，一般選擇用極性固定液，各組分按極性大小順序流譜柱，極性小的先出峰；分離非極性和極性的混合物，一般選用極性固定液，此時非極性（或易被極化的）組分后出峰；醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液；組成復雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液或混合固定相。 （2）固定液配比的選擇，固定液在擔體上涂漬量，一般指的是固定液與擔體的百分比，配比通常在5%～25%之間，配比越低，在擔體上形成的液膜越薄，傳質阻力越小，柱效越高，分析速度也越快，配比較低時，固定相的負載量低，允許的進樣量較小，分析工作中通常傾向于使用較低的配比。 3．分離柱長和柱內徑的選擇，填充色譜柱的柱長通常為1～3m，內徑3～4mm，材質有玻璃、石英玻璃、不銹鋼（較常用）。增加柱長對提高分離度有利，但組分的保留時間增加，且柱阻力增加，不便操作。柱長的選擇原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時間。對于空心毛細管色譜柱其選用原則相似，不過空心毛細管色譜柱不存在固定液配比之說，但講液層厚度，一般液層厚度在0.1～0.6um之間，液層薄、柱效高，但柱容量小。 4．色譜柱選擇原則，在滿足分析要求的條件下，先填充柱后毛細管柱，選毛細管柱，先大口徑后小口徑；柱長越短越好，固定相用量越少越好；非極性比極性好，更高使用溫度越高越好，自身穩定性好，抗污染能力強、老化、活化、再生簡單、時間短、使用周期長。 五、檢測器 （一）FID檢測器 　　 1．原理：當有機物經過檢測器時，在火焰那里會產生離子，在極化電壓的作用下，噴嘴和收集極之間的電流會增大，對這個電流信號進行檢測和記錄即可得到相應的譜圖。只有選擇更佳氣流比，使火焰達到穩定的擴撒型火焰時，才能得到較高的靈敏度。 2．特點：FID是目前所有檢測器中更令人滿意，近似理想的一個通用檢測器，其檢測限低，由屬于質量型檢測器，故對操作條件變化相對不夠敏感，穩定性好，特別適合用于常量至微量的常規分析；FID對水、空氣沒有什么響應，故而特別適合于生物物質的水相樣品盒空氣污染物的測定；FID響應時間快，和毛細管分析技術配合使用，能完成痕量及快速分析。 （二）TCD檢測器 1．原理：在一個處于熱平衡的TCD中，組分進入測量臂池腔，就會由于氣體組成的改變，引起氣體熱導系數的變化，從而引起熱敏元件溫度的變化，熱敏元件的溫度變化，就會引起熱敏元件阻值的變化，熱敏元件阻值的變化使惠斯頓電橋輸出信號的變化。信號大小與被測物質濃度成函數關系。 2．TCD檢測條件的選擇。 （1）載氣種類，TCD檢測器通常使用氫氣或者氦氣作為載氣，因為它們的熱導系數遠遠大于其它化合物，故靈敏度高，且易于定量，線性范圍寬。從理論上講用氦氣較合理，但它價格昂貴，因此在我國一般都選用氫氣作載氣。 （2）載氣純度，載氣純度影響靈敏度，實驗證明：在電橋電流120～200mA 范圍內，用99.999％的超純氫氣比用99％的普氫靈敏度高6％～13％，同時，基線漂移和噪聲也可以大大降低。載氣純度對峰形也有影響，用TCD作高純氣中雜質檢測時，載氣純度應比被測氣體高十倍以上，否則易出倒峰。 （3）載氣流速，TCD為濃度型檢測器，對流速波動很敏感，TCD的峰面積響應值反比于載氣流速。因此，在檢測過程中載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下以低一些為妥。流速波動可能導致基線噪聲和漂移增大。 （4）電橋電流，電橋電流可以顯著提高TCD的靈敏度。一般認為S值與電流的3次方成正比。但是電流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。橋流設定與TCD檢測池的溫度及使用的載氣種類密切相關。 來源：中國論文網（胡林軍：氣相色譜分析操作概述）