淺談氣相色譜分析的一般流程和工作原理

徐莉(浙江省新昌縣新昌制藥廠 質(zhì)管部 浙江 新昌 312500)

一、氣相色譜分析的一般流程

氣相色譜（GC）是應(yīng)用于分析化學(xué)的領(lǐng)域常用的分離分析方法。GC的典型應(yīng)用包括測試特定物質(zhì)的純化或混合物不同成分的分離。在某些情況下，氣相色譜可用于確定化合物的種類。在制備色譜法中，氣相色譜法可從混合物中提純化合物。用于氣相色譜的儀器稱為氣相色譜儀。氣相色譜儀中，流動相是一個載體氣體，通常是惰性氣體如氦或不活潑氣體如氮。固定相是惰性固體支持層通常是液體或聚合物，固定相外面是玻璃或金屬管，稱為色譜柱。

二、氣相色譜分析的工作原理

氣態(tài)待測化合物與柱壁的固定相存在相互作用，這種相互作用使得每個化合物從柱子當(dāng)中洗脫的時間不同，這個時間稱為該化合物的保留時間。氣相色譜就是通過比較不同化合物的保留時間對化合物進(jìn)行定性分析。

三、常見的幾種便攜式氣相色譜儀

目前氣相色譜儀的研究但中便攜式氣相色譜儀的研究占有很重要的地位，因?yàn)樵趯σ恍r間性和空間性較強(qiáng)的樣品來說，實(shí)時、現(xiàn)場的分析是非常必要的，而便攜式氣相色譜儀就具有這樣的優(yōu)勢，色譜儀的主要性能取決于他使用的檢測器。目前常見的便攜式色譜儀有：

（一）、氫火焰檢測器氣相色譜儀使用氫火焰檢測器（flame ionization detector，F(xiàn)ID），它利用氫火焰作為電離源，使被測物質(zhì)電離，產(chǎn)生微電流，對待測物進(jìn)行檢測。其優(yōu)點(diǎn)是對所有有機(jī)物都有相應(yīng)，相應(yīng)值和碳原子數(shù)成正比，且線性范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。但是它對無機(jī)物、氣體流速、壓力和溫度變化等不敏感。

（二）、光離子化氣相色譜儀使用光離子化器（photo ionization detector，PID）作為檢測器，這種檢測器常使用氟化物晶體作為窗口材料，將紫外光源與離子化池分開，使紫外燈在真空狀態(tài)下放點(diǎn)，電離室在一個大氣壓下工作，放電產(chǎn)生的紫外線完全進(jìn)入電離室，這種色譜儀對芳香族化合物和含鹵素有機(jī)化合物的檢測線性范圍可達(dá)7個數(shù)量級。

（三）、氬離子化便攜式氣相色譜儀，使用氬離子化檢測器（argon ionization detector，AID）。這種色譜儀比光離子化氣相色譜儀的檢測范圍寬，除光離子化檢測器可檢測的化合物外，還能檢測店里電位在10.6～11.7eV的化合物。但是氬氣離子化便攜式氣相色譜儀中的檢測器使用氚作為放射源，氚是一種放射性物質(zhì)，所以無論是生產(chǎn)，銷售和使用過程中都必須遵守我國的相關(guān)法律和法規(guī)，領(lǐng)取相關(guān)許可證，配備充分的安全防護(hù)措施和設(shè)備，且制定并嚴(yán)格執(zhí)行報廢處理處理方案。

（四）、表面聲波檢測器氣相色譜儀，使用表面聲波傳感器（surface acoustic wave,SAF）作為檢測器。它的工作原理是這樣的：表面聲波的幅度和傳播速度可以反映出監(jiān)測器件表面介質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)，表面聲波傳感器使用一塊壓電晶體，電極制在壓電晶體同一面，電極上輸出一個射頻電壓后，壓電晶體的晶格產(chǎn)生機(jī)械形變，形成表面聲波，壓電聲波的產(chǎn)生和傳導(dǎo)受到壓電晶體表面物質(zhì)的影響，當(dāng)待測物被加入到其中一個電極表面的鍍膜上后，其表面波就會與另外一個參比電極表面的表面波形成差值，這個差值就可以用來對待測物進(jìn)行定性和定量分析，其中目前對表面波傳播速度的檢測精度可以達(dá)到10-7，所以常被用在表面聲波傳感器當(dāng)中。這種傳感器由于電極和壓電晶體都很容易微型化所以表面聲波檢測器氣相色譜儀更容易做出微型化和小型化儀器。另外這種色譜儀但中使用惰性氣體作為載氣，惰性氣體不會選擇性鍍層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以不會產(chǎn)生干擾，保證了該傳感器的低背景、低漂移和低噪聲，從而具有低檢測限和高靈敏度。

（五）、熱導(dǎo)檢測器氣相色譜儀，它使用熱導(dǎo)檢測器（thermal conductivity detector,TCD）。這種檢測器利用待測組分和載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同而產(chǎn)生不同的響應(yīng)信號。這種檢測器技術(shù)成熟在1960年就已經(jīng)成熟，它對所測的物質(zhì)有很好的響應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單、價格實(shí)惠、性能穩(wěn)定可靠且檢測結(jié)果準(zhǔn)確，所以應(yīng)用非常廣泛。但是這種傳感器的檢測靈敏度低，對于樣品的檢出限只能到ppm級，對于室內(nèi)和室外的一般污染物檢測和分析是不適合的，更多用于污染源和突發(fā)性環(huán)境污染事故的分析和檢測。

四、結(jié) 語

綜上所述，由于環(huán)境科學(xué)的推動，近年來，便攜 式氣相色譜儀得到快速發(fā)展。利用各種新原理的檢測器也層出不窮。作為環(huán)境分析化學(xué)工作者，應(yīng)根據(jù)儀器的特點(diǎn)和實(shí)際工作要求，選購適合的便攜式氣相色譜儀。

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