氣相色譜法是二十世紀(jì)四、五十年代出現(xiàn)的一項重大科學(xué)技術(shù)。這是一種新的分離、分析技術(shù)，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及科學(xué)研究都得到廣泛應(yīng)用。今日，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，分析技術(shù)水平的不斷提高，氣相色譜儀作為一種高效、快速、高靈敏度的現(xiàn)代分析儀器在我國正逐漸普及并廣泛應(yīng)用。特別是信息時代的來臨，氣相色譜儀的更新?lián)Q代十分迅速，科技含量越來越高。研究如何在色譜儀系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、智能儀器技術(shù)、電子技術(shù)，從而提高色譜儀的智能化水平有著重要的現(xiàn)實意義。

1.氣相色譜儀發(fā)展歷程

俄國植物學(xué)家Tswet(茨維特)于1903年發(fā)現(xiàn)“色譜”，Martin和Synge在1940年提出液一液分配色譜法(Liquid-Liquid Partition Chromatography)，并在1941年提出用氣體代替液體作流動相的可能性，11年之后James和Martin發(fā)表了從理論到實踐比較完整的氣液色譜方法(Gas-Liquid Chromatography)，因而獲得了1952年的諾貝爾化學(xué)獎。在此基礎(chǔ)上，1957年高雷((M.J.E.Golay)開創(chuàng)了開管柱氣相色譜法(Open-Tubular Column Chromatography)，習(xí)慣上稱為毛細(xì)管柱氣相色譜法 (Capillary Column Chromatography)。在60年代末把高壓泵和化學(xué)鍵合固定相用于液相色譜，出現(xiàn)了高效液相色譜(HPLC), 80年代初毛細(xì)管超臨界流體色譜((SFC)得到發(fā)展:而在80年代初由JORGENSON等集前人經(jīng)驗而發(fā)展起來的毛細(xì)管電泳 (CZE)，在90年代得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用;同時集HPLC和CZE優(yōu)點的毛細(xì)管電色譜在90年代后期受到重視[。到21世紀(jì)色譜科學(xué)將在生命科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的重要作用。而G.Guiochon認(rèn)為GC和HPLC是在分析領(lǐng)域發(fā)展最好，極為成功的范例，至今得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。

2.氣相色譜儀工作原理

在近代分析化學(xué)領(lǐng)域中，色譜分析法是一種新型的分離分析方法。色譜法可用于分離分析復(fù)雜的多組分混合物，是一種根據(jù)分子的不同遷移速度而達(dá)到分離的方法。色譜技術(shù)是建立在吸附、分配、離子交換、親和力和分子大小等基礎(chǔ)上的分離過程，它利用不同組份在兩相中的吸附能力、分配系數(shù)、離子交換能力、親和力或分子大小等性質(zhì)的微小差別，經(jīng)過連續(xù)多次在兩相間的質(zhì)量交換，使不同的組份得到分離。色譜分離是色譜體系熱力學(xué)過程和動力學(xué)過程的綜合表現(xiàn)。熱力學(xué)過程是指與組分在體系中分配系數(shù)相關(guān)的過程;動力學(xué)過程是指組分在該體系兩相間擴(kuò)散和傳質(zhì)的過程。組分、流動相和固定相三者的熱力學(xué)性質(zhì)使不同組分在流動相和固定相中具有不同的分配系數(shù)，分配系數(shù)的大小反映了組分在固定相上的溶解一揮發(fā)或吸附一解吸的能力。分配系數(shù)大的組分在固定相上溶解或吸附能力強(qiáng)，因此在柱內(nèi)的移動速度慢;分配系數(shù)小的組分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱內(nèi)的移動速度快。經(jīng)過一定時間后，由于分配系數(shù)的差別，使各組分在柱內(nèi)形成差速移行，達(dá)到分離的目的。

氣相色譜法作為色譜法的一種，是一種廣泛使用的復(fù)雜混合物的分離分析方法。它以氣體為流動相，固體或均勻涂漬在載體上的液體為固定相，通過組分在氣液(固)兩相間不斷分配，實現(xiàn)混合組分的分離。混合物分離后按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的離子流信號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰，達(dá)到鑒別和定量的目的。分離過程在柱內(nèi)進(jìn)行，色譜柱所用的填充物是固體吸附劑，也可以是涂在惰性擔(dān)體上的高沸點液體。被分析的樣品在高溫氣化后被氣體流動相帶入柱內(nèi)，由于不同組分在柱內(nèi)受到的阻力不同，流動中被逐漸拉開達(dá)到分離的目的。如由A和B組分組成的混合樣品被注入注樣器且瞬間汽化以后，樣品由流動相氣體載氣所攜帶，經(jīng)過裝有固定相的色譜柱時，由于組份分子與色譜柱內(nèi)部固定相分子間要發(fā)生吸附、脫附溶解等過程，那些性能結(jié)構(gòu)相近的組份，因各自的分子在兩相間反復(fù)多次分配，發(fā)生很大的分離效果，且由于每種樣品組分吸附、脫附的作用力不同，所反應(yīng)的時間也不同，最終結(jié)果使混合樣品中的組分得到完全地分離。

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