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一、氣相色譜法基本原理 　　氣相色譜（GC）是一種分離技術(shù)。實際工作中要分析的樣品往往是復(fù)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(guān)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(xué)性質(zhì)的差異，GC主要是利用物質(zhì)的沸點、極性及吸附性質(zhì)的差異來實現(xiàn)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(fù)多次的分配或吸附/解附，結(jié)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?qū)悠方M分的存在與否轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，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(tǒng)組成：（1）載氣系統(tǒng)：包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量；（2）進樣系統(tǒng)：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(tǒng)：包括檢測器，控溫裝置；（5）記錄系統(tǒng)：包括放大器、記錄儀、或數(shù)據(jù)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(guī)律定性法、已知物增加峰高定性法、化學(xué)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(yīng)信號，都能出現(xiàn)色譜峰，可用此法計算各待測組分的含量。 2．內(nèi)標法：在試樣中加入一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標物來測定組分的含量。內(nèi)標物應(yīng)選用試樣中不存在的純物質(zhì)，其色譜峰應(yīng)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(nèi)標物的加入量也應(yīng)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(zhì)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(nèi)經(jīng)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(zhì)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(dǎo)下，多根據(jù)操作者的實踐經(jīng)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(fù)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(dān)體上涂漬量，一般指的是固定液與擔(dān)體的百分比，配比通常在5%～25%之間，配比越低，在擔(dān)體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)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(nèi)徑的選擇，填充色譜柱的柱長通常為1～3m，內(nèi)徑3～4mm，材質(zhì)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(wěn)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(jīng)過檢測器時，在火焰那里會產(chǎn)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(yīng)的譜圖。只有選擇更佳氣流比，使火焰達到穩(wěn)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(zhì)量型檢測器，故對操作條件變化相對不夠敏感，穩(wěn)定性好，特別適合用于常量至微量的常規(guī)分析；FID對水、空氣沒有什么響應(yīng)，故而特別適合于生物物質(zhì)的水相樣品盒空氣污染物的測定；FID響應(yīng)時間快，和毛細管分析技術(shù)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(dǎo)系數(shù)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(zhì)濃度成函數(shù)關(guān)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(dǎo)系數(shù)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(nèi)，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(zhì)檢測時，載氣純度應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(shè)定與TCD檢測池的溫度及使用的載氣種類密切相關(guān)。 來源：中國論文網(wǎng)（胡林軍：氣相色譜分析操作概述）