趙敏

氣相色譜儀是隨著科學技術(shù)快速發(fā)展而誕生的新型儀器，現(xiàn)已從傳統(tǒng)的氣相色譜儀向便攜式氣相色譜儀發(fā)展，并在石油化工等領(lǐng)域廣泛應用。本文從氣相色譜儀的技術(shù)原理入手，再對它的結(jié)構(gòu)及使用方法、便攜式氣相色譜儀進行詳細闡述，進而幫助應用者實現(xiàn)對氣相色譜儀的良好運用。

一、氣相色譜儀的技術(shù)原理

氣相色譜儀主要是依靠在樣品實施氣化措施后，所產(chǎn)生的各組分在色譜柱中形成的流動相與固定相的分配系數(shù)具有不同性的效果，進而采取分離樣品各組分的措施。在分離過程中，各組分會在流動相與固定相中實現(xiàn)吸附、脫附、放出的多次分配過程，再根據(jù)固定相對各組分具有的不同吸附能力而達到快速分離的目的，并將分離后的各組分輸送至檢測系統(tǒng)；檢測系統(tǒng)在接收后會對各組分的性質(zhì)實施檢測工作，檢測后會在記錄系統(tǒng)中展示出各組分存在的色譜峰，進而實施定量分析。

二、氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)與用法

1.載氣系統(tǒng)。載氣系統(tǒng)主要由載氣與部分檢測器共同形成，作用是控制氣體的流速并凈化氣源氣體。在選擇此系統(tǒng)時應注意對載氣的流速進行嚴格控制，還要保證能夠適應不同的檢測器。

2.進樣系統(tǒng)。進樣系統(tǒng)由氣化室與進樣器共同構(gòu)成，主要作用是氣化不同狀態(tài)下的樣品，比如氣態(tài)樣品、液態(tài)樣品、固態(tài)樣品等，能夠?qū)⒉煌臉悠肪_轉(zhuǎn)移至分離系統(tǒng)內(nèi)。進樣系統(tǒng)中的進樣口含有兩種類型：一是填充柱，二是毛細柱。填充柱進樣口主要應用于不需要采取氣體高效分析的樣品作業(yè)中，毛細柱進樣口一般會應用于液體樣品中以保證進樣效果。毛細柱進樣口經(jīng)過改進后創(chuàng)建出不分流進樣的方式，當樣品進入進樣口時，分流閘會關(guān)閉并進行氣化作業(yè)，然后進入到分離系統(tǒng)中；分流閘打開并清洗氣化室，顯著提高了氣相色譜儀的靈敏度。

3.分離系統(tǒng)。氣相色譜儀的核心部位是由色譜柱構(gòu)成的分離系統(tǒng)，在分離作業(yè)中需要注重對色譜柱的選擇。在分析樣品時可以選擇的色譜柱主要包含毛細管柱、氣液填充柱、填充毛細管柱等，在分離樣品時需要根據(jù)樣品與固體吸收液作為固定相允許的溫度實施柱溫的選擇，若樣品組分之間的沸點差異較大，應采取程序升溫的措施以達到分離要求。

4.檢測系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)是將氣相色譜儀完成分離作業(yè)后的樣品信息轉(zhuǎn)化成電信號后，向記錄系統(tǒng)進行輸送。在氣相色譜儀中經(jīng)常使用的檢測器包括氫火焰離子化、熱導池、電子捕獲、火焰光度等。氫火焰離子化檢測器形成的電離源主要是以氫火焰作為媒介，通過電離有機物后產(chǎn)生出微電流，通過微電流完成檢測工作，此方法具有較高的靈敏度且對有機物的響應也較高，在應用時經(jīng)常與毛細管柱直接連接，具有簡單便捷的優(yōu)勢；熱導池檢測器可以根據(jù)樣品成分與氣源熱導率的差異性實施信號轉(zhuǎn)換進而完成檢測，此方法的靈敏度不高，但結(jié)構(gòu)簡單、定量較準，還具有較高的適用性與耐用性；電子捕獲檢測器主要是對電負物質(zhì)產(chǎn)生有選擇的響應后完成檢測過程，是一種有選擇性的高靈敏度的檢測器；火焰光度檢測器對含硫和含磷的化合物有比較高的靈敏度和選擇性，其檢測原理是當含磷和含硫物質(zhì)在富氫火焰中燃燒時，分別發(fā)射具有特征的光譜，透過干涉濾光片，用光電倍增管測量特征光的強度。

5.記錄系統(tǒng)。記錄系統(tǒng)是氣相色譜儀中將檢測結(jié)果進行準確記錄的部分，主要是將檢測系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后的電信號，利用自動電子電位差對色譜的峰型進行記錄，再通過計算的方式確定峰高與峰面積，從而完成分離與檢測樣品的工作。氣相色譜儀在工作時會與計算機技術(shù)進行結(jié)合，使整個過程達到全自動化。在應用氣相色譜儀時需要對周圍的溫度與濕度進行控制，如果周圍的溫度與濕度分別在5℃-35℃與20%-85%的范圍內(nèi)，氣相色譜儀器分離后的結(jié)果才會滿足準確性的要求。如果周圍環(huán)境溫度過低或者是過高且較為潮濕，氣相色譜儀的靈敏度就會大幅度降低。另外，氣相色譜儀的氣源純度也應達到99.995%，這樣才能保證結(jié)果的準確性，若純度不足則會導致檢測器基線不穩(wěn)。

三、便攜式氣相色譜儀

便捷式氣相色譜儀與傳統(tǒng)儀器的構(gòu)成具有一定的相似度，并達到了可以攜帶的要求，滿足了實時分析與分離的需求。

1.GC-1000便攜式氣相色譜儀。GC-1000便攜式氣相色譜儀應用的載體主要是空氣，在應用時可同時與兩根色譜柱進行搭配，并具有雙進樣口。此儀器擁有較高的靈敏度，體積較小，方便攜帶，可以檢測出無機氣體與有機氣體，還可以對微量氣體進行檢測；最大優(yōu)勢在于載體充足化，有效消除了傳統(tǒng)儀器應用中需要以純氣體為載體的弊端。

2.Voyager便攜式氣相色譜儀。Voyager便攜式氣相色譜儀的進樣方式可以達到直接進樣的要求，具備的檢測器包括兩種：光離子與電子捕獲檢測器，實際應用時可以在色譜柱與檢測器之間進行任意切換。此儀器具有較小的體積且重量較輕，在實際應用中不需要富集樣品，可直接進入到色譜柱內(nèi)實施檢測工作，分析速度較快，工作效率大幅度提升。

3.Alphamos便攜式氣相色譜儀。Alphamos便攜式氣相色譜儀擁有的檢測器包括兩種：一是雙光離子化，二是非極性雙柱，每一次進樣后都需要分配兩個色譜圖。此儀器適宜車載應用和液態(tài)樣品檢測，其優(yōu)勢在于儀器出廠后自帶污染物質(zhì)定性分析和標準曲線，取消了傳統(tǒng)儀器中的色譜定性環(huán)節(jié)，可以在應急監(jiān)測中使用。

四、氣相色譜儀的應用

在水果和蔬菜食品中殘留的農(nóng)藥可能對食用者產(chǎn)生危害，因此在食品安全檢驗中，農(nóng)藥殘留檢測是一個常規(guī)檢查項目?？梢岳脷庀嗌V儀中的FPD色譜對蔬菜水果中的有機磷進行檢測，利用氣相色譜儀中的ECD色譜對蔬菜水果中的有機氯進行檢測，還可以利用氣相色譜儀中的NPD色譜對食品中的有機氮農(nóng)藥殘留情況進行檢測，分別確定其種類和含量。

在環(huán)境監(jiān)測中，大氣中非甲烷總烴超過一定濃度，除直接對人體健康有害外，在經(jīng)一定條件的日光照射下還能產(chǎn)生光化學煙霧，對環(huán)境和人類造成危害。檢測時以氣袋采樣，氣體自動進樣器進樣，雙柱雙氫火焰離子化檢測器分別測定樣品中的總烴和甲烷含量，以兩者之差得出非甲烷總烴含量，同時以除烴空氣求氧的空白值，扣除總烴色譜峰中氧峰的干擾，從而計算出空氣中的非甲烷總烴含量。