氣相色譜法的分析方法

氣相色譜法是利用氣體作流動相的色層分離分析方法。汽化的試樣被載氣（流動相）帶入色譜柱中，柱中的固定相與試樣中各組份分子作用力不同，各組份從色譜柱中流出時間不同，組份彼此分離。

采用適當的鑒別和記錄系統，制作標出各組份流出色譜柱的時間和濃度的色譜圖。根據圖中表明的出峰時間和順序，可對化合物進行定性分析；根據峰的高低和面積大小，可對化合物進行定量分析。具有效能高、靈敏度高、選擇性強、分析速度快、應用廣泛、操作簡便等特點。適用于易揮發有機化合物的定性、定量分析。對非揮發性的液體和固體物質，可通過高溫裂解，氣化后進行分析。可與紅光及收光譜法或質譜法配合使用，以色譜法做為分離復雜樣品的手段，達到較高的準確度。是司法鑒定中檢測有機化合物的重要分析手段。

分析方法實際上是在某一特定的氣相色譜分析中使用的一系列條件。建立分析方法實際上是確定對于某一分析的最佳條件的過程。

為了滿足某一特定的分析的要求，可以改變的條件包括進樣口溫度，檢測器溫度，色譜柱溫度及其控溫程序，載氣種類及載氣流速，固定相，柱徑，柱長，進樣口類型及進樣口流速，樣品量，進樣方式等。檢測器還可能有其它可供調節的參數，這取決于所使用的檢測器類型。有一些氣相色譜儀還有可以控制樣品與載氣流向的閥門，這些閥門開啟與關閉的時間也可能對分析的效果有重要影響。 該儀器有兩個閥門，用來控制載氣進入定量管。當定量管充滿樣品氣后，切換閥門，載氣就會通過定量管。載氣的壓強會將樣品帶入到色譜柱中進行分離。

⒈氣相色譜法載氣選擇與載氣流速

典型的載氣包括氦氣、氮氣、氬氣、氫氣和空氣。通常，選用何種載氣取決于檢測器的類型。例如，放電離子化檢測器（DID）需要氦氣作為載氣。不過，當對氣體樣品進行分析的時候，載氣有時是根據樣品的母體選擇的，例如，當對氬氣中的混合物進行分析時，最好用氬氣作載氣，因為這樣做可以避免色譜圖中出現氬的峰。安全性與可獲得性也會影響載氣的選擇，比如說，氫氣可燃，而高純度的氦氣某些地區難以獲得。（參見：氦氣——分布與生產） 很多時候，檢測器不僅僅決定了載氣的種類，還決定了載氣的純度（雖然對靈敏度的要求也在很大程度上影響載氣純度的要求）。通常來說，氣相色譜中所用的載氣，純度應該在99.995%以上。用于標識純度的典型商品名包括“零點氣級”，“高純度（UHP）級”，“4.5級”和“5.0級”。載氣流速對分析的影響在方式上與溫度類似（見下文）。載氣流速越高，分析速度越快，但是分離度越差。因此，最佳載氣流速的選擇與柱溫的選擇一樣，都需要在分析速度與分離度之間取得平衡。二十世紀九十年代之前生產的氣相色譜儀的載氣流速往往通過載氣入口的壓力（柱前壓）進行控制，實際的載氣流速則在柱的出口端通過電子流量計或皂膜流量計進行測定。這樣的一個過程常常很復雜，很耗時間，而且往往令人沮喪。在整個運行過程中，柱前壓不能再改變，氣流必須穩定。氣體流速與柱前壓的關系可以通過可壓縮流體的Poiseuille方程來計算。 不過，很多現代的氣相色譜儀已經能用電路自動測定氣體流速，并通過自動控制柱前壓來控制流速。因此，載氣壓強與流速可以在運行過程中調整。柱前壓/氣流控制程序（與溫度控制程序類似）隨之出現。

⒉氣相色譜法進樣口類型與流速

進樣口類型和進樣技術通常與樣品存在的形態（液態、氣態、被吸附、固態）以及是否存在需要氣化的溶劑有關。如果樣品分散良好，并且性質已知，那么它就可以通過冷柱頭進樣口直接進樣；如果需要蒸發除去部分溶劑，就使用分流/不分流進樣口（通常用注射器進樣）；氣體樣品（如來自氣缸）通常用氣體閥進樣器進樣。被吸附的樣品（如在吸附管上）可以通過外部的（在線或離線）解吸裝置（如捕集-吹掃系統）或者在分流/不分流進樣器中解吸（使用固相微萃取技術）。

⒊氣相色譜法樣品量與進樣技術

進樣技術氣相色譜中的十分之一原則 真正的氣相色譜分析過程從樣品進入色譜柱開始。毛細管氣相色譜法的發展使得進樣技術面臨著很多實踐中的問題。柱上進樣技術多用于填充柱而不適用于毛細管柱。在毛細管氣相色譜儀中的進樣技術應該滿足以下兩個條件：進樣量不得超過柱的容量；與展開過程引起的樣品展寬相比，進樣后的塞式流寬度應該很小。如果不能滿足這一要求，色譜柱的分離能力將會下降。一個普遍的規則是，注入的體積，Vinj，和檢測器的體積，Vdet，應該只有樣品中包含被分析物的部分出柱時的體積的十分之一。以下是一些優秀進樣技術應當滿足的一般要求：應該能使色譜柱達到它的最佳分離效率；對于小量的有代表性的（典型）樣品，進樣應具有準確性和可重現性；不能改變樣品組成（對于具有不同的沸點、極性、濃度與熱力學穩定性的物質，進樣過程中不應有所差異）；應該既適用于痕量分析，也適用于濃度相對較大的樣品。

⒋氣相色譜法色譜柱的選擇

柱溫與溫度控制程序一個已經拆開以顯示出內部毛細管柱的氣相色譜儀恒溫箱氣相色譜儀中的色譜柱放置于溫度由電子電路精確控制的恒溫箱內。（當分析者說“柱溫”時，他實際上指的是恒溫箱的溫度。不過這種區別并不重要，因此在下文中對這兩者并不作區分。）樣品通過色譜柱的速率與溫度正相關。柱溫越高，樣品越快通過色譜柱。但是，樣品越快通過色譜柱，它與固定相之間的相互作用就越少，因此分離效果越差。通常來說，柱溫的選擇是綜合考慮分離時間與分離度的結果。柱溫在整個分析過程中不變的方法稱為恒溫方法。不過，在大部分的分析方法中，柱溫隨著分析過程的進行逐漸上升。初溫，升溫速率（溫度“斜率”）與末溫統稱為控溫程序。控溫程序使得較早被洗脫的被分析物能夠得到充分的分離，同時又縮短了較晚被洗脫的被分析物通過色譜柱的時間。