气相色谱法工作原理

气相色谱原理

色谱法又叫层析法,它是一种物理分离技术。它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相，另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。当流动相中所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后秩序从固定相中流出，这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法。当用液体作为流动相时，称为液相色谱，当用气体作为流动相时，称为气相色谱。

气相色谱法的一般流程主要包括三部分：载气系统、色谱柱和检测器。当载气携带着不同物质的混合样品通过色谱柱时，气相中的物质一部分就要溶解或吸附到固定相内，随着固定相中物质分子的增加，从固定相挥发到气相中的试样物质分子也逐渐增加，也就是说，试样中各物质分子在两相中进行分配，最后达到平衡。这种物质在两相之间发生的溶解和挥发的过程，称分配过程。分配达到平衡时，物质在两相中的浓度比称分配系数，也叫平衡常数，以Ｋ表示，Ｋ＝物质在固定相中的浓度／物质在流动相中的浓度，在恒定的温度下，分配系数Ｋ是个常数。

由此可见，气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。然后再进入检测器对各组分进行鉴定。

气相色谱仪是用于分离复杂样品中的化合物的化学分析仪器。气相色谱仪中有一根流通型的狭长管道，这就是色谱柱。在色谱柱中，不同的样品因为具有不同的物理和化学性质，与特定的柱填充物（固定相）有着不同的相互作用而被气流（载气，流动相）以不同的速率带动。当化合物从柱的末端流出时，它们被检测器检测到，产生相应的信号，并被转化为电信号输出。在色谱柱中固定相的作用是分离不同的组分，使得不同的组分在不同的时间（保留时间）从柱的末端流出。其它影响物质流出柱的顺序及保留时间的因素包括载气的流速，温度等。通常来说，人们通过物质流出柱（被洗脱）的顺序和它们在柱中的保留时间来表征不同的物质。

百度文库 - 好好学习，天天向上

-1 系统由储液器、泵、、、、等几部分组成。储液器中的被打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入柱(固定相)内,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的,在两相中作时,经过反复多次的吸附-的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来主要有进样系统、输液系统、．分离系统、检测系统和，下面将分别叙述其各自的组成与特点。 1．进样系统

一般采用隔膜注射进样器或高压进样间完成进样操作，进样量是恒定的。这对提高分析样品的重复性是有益的。 2．输液系统 该系统包括高压泵、流动相贮存器和梯度仪三部分。高压泵的一般为l．47～4．4X107Pa，流速可调且稳定，当高压流动相通过时，可降低样品在柱中的，可加快其在柱中的移动速度，这对提高分辨率、回收样品、保持样品的生物活性等都是有利的。流动相贮存错和梯度仪，可使流动相随固定相和样品的性质而改变，包括改变洗脱液的极性、、PH值，或改用竞争性抑制剂或变性剂等。这就可使各种物质（即使仅有一个基团的差别或是）都能获得有效分离。 3.分离系统 该系统包括色谱柱、和等。色谱柱一般长度为10～50cm（需要两根连用时，可在二者之间加一连接管），内径为2～5mm，由"优质不锈钢或厚壁玻璃管或等材料制成，住内装有直径为5～10μm的固定相（由基质和固定液构成）．固定相中的基质是由机械强度高的或硅胶构成，它们都有惰性（如硅胶表面的基因基本已除去）、多孔性（可达1000?）和大的特点，加之其表面经过机械涂渍（与中固定相的制备一样），或者用化学法偶联各种基因（如磷酸基、季胺基、羟甲基、苯基、氨基或各种长度碳链的烷基等）或配体的。因此，这类固定相对结构不同的物质有良好的选择性。例如，在多孔性硅胶表面偶联豌豆凝集素（PSA）后，就可以把中的一种糖蛋白分离出来。 另外，固定相基质粒小，柱床极易达到均匀、致密状态，极易降低扩散效应。基质粒度小，微孔浅，样品在微孔区内短。这些对缩百度文库 - 好好学习，天天向上

第 1 页 共 3 页 气相色谱法定义与分类及气相色谱仪的基本组成及其工作原理

一、定义与分类 气相色谱法(gas chromatography，GC)是以气体为流淌相的色谱法，1952年由马丁(Mattin)、辛格(Synge)以及詹姆斯(James)等首次建立。按照固定相的物质形态不同，Gc可分为气固色谱法(gas-solid chromatography，GSC)和蔼液色谱法(gas-liquid

chrolnatography，GLC)两类。按色谱柱的粗细和填充状况，GC可分为填充柱色谱法和开管柱色谱法两种。填充柱(packed column)是将固定相填充在内径通常为4mm的余属或玻璃管中；开管柱(open tubular

column)是将固定相涂布于柱管内壁，中空，所以又称为空心柱。因为开管柱的内经通常惟独0.1～0.5 mm，所以又称为毛细管柱(capillary column)。按分别机制，GC可分为吸附色谱法和分配色谱法。GLC属于分配色谱法，而GSC因为固定相常用吸附剂，因此多属于吸附色谱法。 (2)气相色谱仪的基本组成及其工作原理 气相色谱仪(gas chromatograph)包括气路系统、进样系统、分别系统、温控系统和检测系统等五大系统。气路系统是一个载气延续运行、管路密闭的系统，包括气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表，其作用是把试样输送到色谱柱和检测器。进样系统包括进样装置和汽化室，其作用是将液体或固体试样在进入色谱柱前眨眼汽化，并迅速定量地转入到色谱柱中。分别系统主要是色谱柱，它由柱管和装填在其中的固定相等所组成，其作用是将样品中各组分分别。温控系统是用来设定、控制和测量色谱柱、汽化室、检测室的温度装置。检测系统包括检测器、放大器、记录器，其作用是把经色谱柱分别后的各组分的浓度变幻改变成易于测量的电信号，如电流、电压等，然后输送到记录器记录成色谱图。 气相色谱仪的工作原理是被分析样品(气体或液体与固体汽化后)的蒸气在流速保持一定的 惰性气体(称为载气，即流淌相)的带动下进入填充有固定相的色谱柱，在色谱柱中样品被分别 成一个个组分，并以一定的先后次序从色谱柱流出，进入检测器，组分的浓

气相色谱法的基本原理

气相色谱法（Gas Chromatography），是一种广泛应用于化学分析的一种技术，它利用流动的相乎作为柱剂，能够将混合物转变为单独的组分，供检测。

一、基本原理

1、 样品的分离：分离效果取决于样品分子颗粒大小和组成。它在柱中被分解为单独的化学物质，以便进行检测。

2、 样品的流动：用活性气体作为流体，把样品溶解在体系中并实现样品的流动和甩掉。

3、 色谱室的温度控制：传热器控制色谱室的温度，当分子被连续加热和充满时，不同分子的稳定性越差，分离效率越高。

4、 测定：检测各分子的浓度，可以通过元素测定仪器，例如：热电偶、热电阻、IEF等，用来检测分离得到的组分，使样品进行定量分析。

5、 解析：记录检测数据，通过相对密度、元素信息以及表明分离物分子量的柱面分离，获得加入到样品中所包含的物质。

二、工作原理

1、 引入混合样品：通过用N2或H2等气体将混合样品在色谱柱中进行渗透。

2、 对样品的第一次划分：使混合样品分为两组，一组比另一组相对密度较低的小分子。

3、 增加温度：将色谱室的温度陆续加热，让更小的分子从色谱柱的出口处流出。

4、 多次环路：重复上面的三步，多次进行环路，最终实现混合物的分离。

5、 检测：通过元素测定仪器（如：热电偶、热电阻、红外）测定每个分离得到的组分，对样品进行定量分析。

三、应用

气相色谱法有较高的分离效果和灵敏度，具有检测多组分精细物质的能力，能够采用可调精度的测定方法。常用于环境监测（毒气检测、有害物质检测），气体分析（氧气含量分析），食品检测（风味检测）等各种实际工程中，为样品的安全分析提供快速准确的基础数据。