（一）色譜法的定義及發(fā)展
1定義
色譜法是一種分離方法，它利用物質(zhì)在兩相中分配系數的微小差異進(jìn)行分離。當兩相做相對移動(dòng)時(shí)，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行多次分配，這樣原來(lái)的微小差異產(chǎn)生了很大的效果，使各組分分離。
色譜法是混合物有效的分離、分析方法。植物學(xué)家茨維特在1906年使用的裝置如圖所示。
試樣混合物的分離過(guò)程也就是試樣中各組分在稱(chēng)之為色譜分離柱中的兩相間不斷進(jìn)行著(zhù)的分配過(guò)程。其中的一相固定不動(dòng)，稱(chēng)為固定相；另一相是攜帶試樣混合物流過(guò)此固定相的流體（氣體或液體），稱(chēng)為流動(dòng)相。
2、發(fā)展歷史
?1906年植物學(xué)家Tswett命名自己發(fā)明的分離植物色素的新方法為色譜法。因為他并不是一個(gè)著(zhù)名的學(xué)者，因此他發(fā)表出來(lái)的文章并沒(méi)有得到重視。
? 1931年，德國的Kuhn和Lederer重復了Tswett的實(shí)驗，得到很好的結果，色譜法因此得到很大的推廣。
? 1940年，Martin和Synge提出了液液分配色譜法，又把塔板的概念引入色譜法中，初步建立了塔板理論。
? 1941年，他們提出了用氣體代替流體做流動(dòng)相的可能性，在他們發(fā)展了完整的氣液色譜法之后，他們得了1952年的諾貝爾化學(xué)獎。
?。ǘ┥V法的分類(lèi)
(1)氣相色譜：流動(dòng)相為氣體（稱(chēng)為載氣）。
按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細管柱色譜；按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜
(2)液相色譜：流動(dòng)相為液體（也稱(chēng)為淋洗液）。
按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。
離子色譜：液相色譜的一種，以特制的離子交換樹(shù)脂為固定相，不同pH值的水溶液為流動(dòng)相。
二 色譜流出曲線(xiàn)及術(shù)語(yǔ)
1 基線(xiàn)
無(wú)試樣通過(guò)檢測器時(shí)，檢測到的信號即為基線(xiàn)。
2 保留值
（1）時(shí)間表示的保留值
? 保留時(shí)間（tR）：組分從進(jìn)樣到柱后出現濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間；
? 死時(shí)間（tM）：不與固定相作用的氣體（如空氣）的保留時(shí)間；
? 調整保留時(shí)間（tR'）：tR'=tR－tM
（2）用體積表示的保留值
? 保留體積（VR）：VR = tR×F0
F0為柱出口處的載氣流量，單位：mL / min。
? 死體積（VM）：VM=tM×F0
? 調整保留體積(VR')：VR'= VR－VM
3 相對保留值
組分2與組分1調整保留值之比：r21= t´R2 /t´R1=V´R2 /V´R1
相對保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，與其他色譜操作條件無(wú)關(guān)，它表示了固定相對這兩種組分的選擇性。
4 區域寬度
用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數，有三種表示方法：
（1）標準偏差(s)：即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。
（2）半峰寬(Y1/2)：色譜峰高一半處的寬度Y1/2=2.354 s
（3）峰底寬(Wb)：Wb=4s
1 峰面積的測量
2 定量校正因子
3 常用的幾種定量分析方法
（1）歸一化法
（2）外標法
（3）內標法
1 主要流程
2 主要部件
（1）載氣系統
包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制；
常用的載氣有：氫氣、氮氣、氦氣；
凈化干燥管：去除載氣中的水、有機物等雜質(zhì)（依次通過(guò)分子篩、活性炭等）；
載氣流速控制：壓力表、流量計、針形穩壓閥，控制載氣流速恒定。
（2）進(jìn)樣裝置
氣體進(jìn)樣器（六通閥）：推拉式和旋轉式兩種。試樣首先充滿(mǎn)定量管，切入后，載氣攜帶定量管中的試樣氣體進(jìn)入分離柱。
（3）色譜柱（分離柱）
（4）檢測系統
（5）溫控系統
氣相色譜(GC)是一種分離技術(shù).實(shí)際工作中要分析的樣品往往是復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(jìn)行進(jìn)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(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異來(lái)實(shí)現混合物的分離.
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(diǎn)、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡.但由于載氣是流動(dòng)的，這種平衡實(shí)際上很難建立起來(lái)，也正是由于載氣的流動(dòng)，使樣品組分在運動(dòng)中進(jìn)行反復多次的分配或吸附/解附，結果在載氣中分配濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出.當組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測器，檢測器能夠將樣品組分的存在與否轉變?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(lái)時(shí)，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組成：
(1)載氣系統:包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量；
(2)進(jìn)樣系統:包括進(jìn)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(gè))；
(4)檢測系統:包括檢測器，控溫裝置；
(5)記錄系統:包括放大器、記錄儀、或數據處理裝置、工作站。
三、氣相色譜的定性定量分析(-)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出色譜柱，并在檢測器上都有響應信號，都能出現色譜峰，可用此法計算各待測組分的含量.
2.內標法:在試樣中加入一定量的純物質(zhì)作為內標物來(lái)測定組分的含量.內標物應選用試樣中不存在的純物質(zhì)，其色譜峰應位于待測組分色譜峰附近或幾個(gè)待測組分色譜峰的中間，并與待測組分分離，內標物的加入量也應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(jìn)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(xiàn).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(xiàn)查出待測組分的含量.
四、氣相色譜柱
1.氣相色譜柱的分類(lèi)，按照尺寸、主要以色譜柱的內經(jīng)分類(lèi)為毛細管色譜空心柱和填充色譜柱；按色譜柱中固定相類(lèi)型分類(lèi)，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下，多根據操作者的實(shí)踐經(jīng)驗進(jìn)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(shí)，通常選擇用非極性固定相，各組分按沸點(diǎn)順序出峰，低沸點(diǎn)組分先出峰；分離極性組分時(shí)，一般選擇用極性固定液，各組分按極性大小順序流出色譜柱，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(shí)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，固定液在擔體上涂漬量，一般指的是固定液與擔體的百分比，配比通常在5%~25%之間，配比越低，在擔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(shí)，固定相的負載量低，允許的進(jìn)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(cháng)和柱內徑的選擇，填充色譜柱的柱長(cháng)通常為1~3m，內徑3~4mm，材質(zhì)有玻璃、石英玻璃、不銹鋼(較常用)。增加柱長(cháng)對提高分離度有利，但組分的保留時(shí)間增加，且柱阻力增加，不便操作.柱長(cháng)的選擇原則是在能滿(mǎn)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(shí)間.對于空心毛細管色譜柱其選用原則相似，不過(guò)空心毛細管色譜柱不存在固定液配比之說(shuō)，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(mǎn)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(cháng)越短越好，固定相用量越少越好；非極性比極性好，最高使用溫度越高越好，自身穩定性好，抗污染能力強、老化、活化、再生簡(jiǎn)單、時(shí)間短、使用周期長(cháng).
(一)FID檢測器
1，原理:當有機物經(jīng)過(guò)檢測器時(shí)，在火焰那里會(huì )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(huì )增大，對這個(gè)電流信號進(jìn)行檢測和記錄即可得到相應的譜圖.只有選擇最佳氣流比，使火焰達到穩定的擴撒型火焰時(shí)，才能得到較高的靈敏度.
2。特點(diǎn)：FID是目前所有檢測器中最令人滿(mǎn)意，近似理想的一個(gè)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，穩定性好，特別適合用于常量至微量的常規分析；FID對水、空氣沒(méi)有什么響應，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響應時(shí)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(gè)處于熱平衡的TCD中，組分進(jìn)入測量臂池腔，就會(huì )由于氣體組成的改變，引起氣體熱導系數的變化，從而引起熱敏元件溫度的變化，熱敏元件的溫度變化，就會(huì )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)濃度成函數關(guān)系.2.中藥檢測條件的選擇。
(1)載氣種類(lèi)，TCD檢測器通常使用氫氣或者氦氣作為載氣，因為它們的熱導系數遠遠大于其它化合物，故靈敏度高，且易于定量，線(xiàn)性范圍寬。從理論上講用氦氣較合理，但它價(jià)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(shí)驗證明:在電橋電流120~200 mA范圍內，用99.999%的超純氫氣比用99%的普氫靈敏度高6%~13%，同時(shí)，基線(xiàn)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(shí)，載氣純度應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(dòng)很敏感，TCD的峰面積響應值反比于載氣流速。因此，在檢測過(guò)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(dòng)可能導致基線(xiàn)噪聲和漂移增大.
(4)電橋電流，電橋電流可以顯著(zhù)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.橋流設定與TCD檢測池的溫度及使用的載氣種類(lèi)密切相關(guān).
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