氣相色譜(GC)是一種強大且應用廣泛的分析技術,其核心原理在于利用不同物質在“流動相”與“固定相”之間分配系數的差異,實現復雜混合物的高效分離與檢測。
核心分離機制:分配與差速遷移
整個分離過程在裝有固定相的色譜柱中進行。被汽化的樣品由惰性載氣(流動相)攜帶進入色譜柱。樣品中的各組分將在載氣與固定相之間反復進行溶解-解析(氣-液色譜)或吸附-脫附(氣-固色譜)。由于各組分物理化學性質(如沸點、極性)不同,它們與固定相的相互作用力強弱有別。作用力強的組分在固定相中滯留時間長,在柱中移動速度慢;反之,作用力弱的組分移動速度快。經過足夠長的色譜柱后,這種微小的差異被不斷放大,最終導致各組分按順序依次離開色譜柱,實現分離。
分離系統的關鍵:色譜柱
色譜柱是GC的“心臟”?,F代毛細管柱內壁涂覆極薄的固定相液膜,提供了的理論塔板數和分離效率。固定相的性質(如極性、膜厚)直接決定了色譜柱的選擇性和分離能力。
檢測器技術:將信號轉換為信息
從色譜柱流出的組分進入檢測器,其物理或化學特性被轉化為電信號。不同檢測器原理各異:
氫火焰離子化檢測器(FID):有機物在氫火焰中燃燒產生離子,具有質量型響應,通用性強,是應用的檢測器。
熱導檢測器(TCD):基于組分與載氣熱導率差異,屬濃度型通用檢測器,對所有物質均有響應。
電子捕獲檢測器(ECD):對含電負性原子(如鹵素)的化合物極為靈敏,選擇性高。
質譜檢測器(MSD):不僅提供響應信號,還能“敲碎”分子,提供碎片離子信息,用于定性鑒定,是強大的檢測器。
綜上所述,氣相色譜儀通過“分配分離”與“靈敏檢測”兩大核心技術的協同,實現了對復雜混合物快速、高效、精準的定性與定量分析。