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学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

气相色谱仪的基本原理与结构

一、气相色谱仪的基本原理：

色谱法，又称色谱法或色谱法，是一种利用物质的溶解性和吸

附性的物理化学分离方法。分离原理是基于流动相和固定相混

合物中各组分功能的差异。

以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法(Gas

Chromatography，简称GC)，气相色谱是机械化程度很高的色

谱方法，广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。

流动相:携带样品通过整个系统的流体，也称为载气。

固定相:色谱柱中的固定相、载体、固定液和填料。

二、气相色谱仪的组成：

气相色谱仪主要由气路系统、采样系统、分离系统、检测及

温控系统和记录系统组成。

图1.气相色谱仪结构简图

1.气相色谱仪的气路系统

气相色谱仪的气路系统包括气源、净化干燥管和载气流速控制

装置，是一个载气连续运行的密闭管路系统，通过气相色谱仪

的气路系统获得纯净、流速稳定的载气。气相色谱仪的气路系

统气密性、流量监测的准确性及载气流速的稳定性都是影响气

相色谱仪性能的重要因素。

气相色谱仪中常用的载气有氢气、氮气和氩气，纯度要求

99.999%以上，化学惰性好，不与待测组分反应。载气的选择

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除了要求考虑待测组分的分离效果之外，还要考虑待测组分在

不同载气条件下的检测器灵敏度。

2.气相色谱仪的进样系统

气相色谱仪的进样系统主要包括进样器和气化室两部分。

(1)注射器:根据待测组分的不同相态，采用不同的注射器。

通常，液体样品用平头微量进样器进样，如图2所示。气体样

品通常通过旋转六通阀或色谱仪提供的吸头微量进样器注入，

如图2所示。

图2.气体、液体进样器

固体试样一般先溶解于适当试剂中，然后用微量注射器以液体

方式进样。

（2）气化室：气化室一般由一根不锈钢管制成，管外绕有加

热丝，作用是将液体试样瞬间完全气化为蒸气。气化室热容量

要足够大，且无催化效应，以确保样品在气化室中瞬间气化且

不分解。

3.气相色谱仪的分离系统

气相色谱仪的分离系统是气相色谱仪的核心部分，作用是将待

测样品中的各个组分进行分离。

分离系统由柱箱、色谱柱、温控部件组成。

色谱柱主要有两类：填充柱和毛细柱，柱材料包括金属、玻

璃、融熔石英、聚四氟乙烯等。

色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用

的柱填料种类以及操作条件等因素有关。

4.气相色谱仪的检测系统

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气相色谱仪的检测系统是将色谱柱中分离后的组分按照浓度的

变化转化为电信号，经放大器后，将电信号传送至记录仪，由

记录仪绘出色谱流出曲线。

检测器性能的好坏将直接影响到色谱仪最终分析结果的准确

性。

根据检测器的响应原理，可分为浓度型检测器和质量型检测

器。

（1）浓度型检测器：测量的是载气中待测组分的瞬间浓度变

化，即检测器的响应信号正比于待测组分的浓度，如热导检测

器（ThermalConductivityDetector，TCD）、电子捕获检测

器（ElectronCaptureDetector，ECD）。

（2）质量型检测器：测量的是载气中所携带的待测样品进入

检测器