氣相色譜(GC)是一種強(qiáng)大且應(yīng)用廣泛的分析技術(shù),其核心原理在于利用不同物質(zhì)在“流動相”與“固定相”之間分配系數(shù)的差異,實現(xiàn)復(fù)雜混合物的高效分離與檢測。
核心分離機(jī)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(jìn)行。被汽化的樣品由惰性載氣(流動相)攜帶進(jìn)入色譜柱。樣品中的各組分將在載氣與固定相之間反復(fù)進(jìn)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(xué)性質(zhì)(如沸點、極性)不同,它們與固定相的相互作用力強(qiáng)弱有別。作用力強(qiáng)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(jīng)過足夠長的色譜柱后,這種微小的差異被不斷放大,最終導(dǎo)致各組分按順序依次離開色譜柱,實現(xiàn)分離。
分離系統(tǒng)的關(guān)鍵:色譜柱
色譜柱是GC的“心臟”?,F(xiàn)代毛細(xì)管柱內(nèi)壁涂覆極薄的固定相液膜,提供了的理論塔板數(shù)和分離效率。固定相的性質(zhì)(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(shù):將信號轉(zhuǎn)換為信息
從色譜柱流出的組分進(jìn)入檢測器,其物理或化學(xué)特性被轉(zhuǎn)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(jī)物在氫火焰中燃燒產(chǎn)生離子,具有質(zhì)量型響應(yīng),通用性強(qiáng),是應(yīng)用的檢測器。
熱導(dǎo)檢測器(TCD):基于組分與載氣熱導(dǎo)率差異,屬濃度型通用檢測器,對所有物質(zhì)均有響應(yīng)。
電子捕獲檢測器(ECD):對含電負(fù)性原子(如鹵素)的化合物極為靈敏,選擇性高。
質(zhì)譜檢測器(MSD):不僅提供響應(yīng)信號,還能“敲碎”分子,提供碎片離子信息,用于定性鑒定,是強(qiáng)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(shù)的協(xié)同,實現(xiàn)了對復(fù)雜混合物快速、高效、精準(zhǔn)的定性與定量分析。