气相色谱分离原理

色谱分离过程是被分离的样品（混合物），在两相间进行分配，其中一相固定不动的，称为固定相。另一相是流动的，称为流动相或移动相。混合物借助流动相的推动，顺流动相的流向而迁移。混合物各组分迁移的速度取决于各组分在固定相和流动相之间的分配系数（对气-液分配色谱）或吸附能（气-固吸附色谱）。分配系数大的或吸附能大的组分停留在固定相中时间长，从色谱柱中流出的时间晚。分配系数或吸附能小的组分在固定相中停留时间短，先从柱中流出。从而使混合物中各个组分得以分离。为此，分配系数或吸附能的差异是色谱分离的前提。在所确定的色谱体系，组分之间如果没有分配系数或吸附能的差异，这些组分就彼此不能分离。重叠流出柱（即为一个色谱峰）。各组分的分配系数或吸附能的差异越大，越容易分离，反之就难分离。

色谱方法的类型繁多，从流动相的状态分，可分为气相色谱和液相色谱两大类。气相色谱多以小分子量的惰性气体作为流动相（如氮、氦、氩）。固定相是液体或固体。无论液体或固体固定液都是以担载在多孔固体物质表面的形式存在。被分析样品在色谱柱迁移过程是气态或蒸气态。适合分析气体或低沸点化合物。采用适当的进样技术和程序升温技术，能分析较高沸点的化合物，配合裂解技术也可分析高聚物。性能好的色谱仪柱箱温度可达到450℃，只要在这个温度范围内，蒸气压不小于0.2毫米汞柱，热稳定性好的化合物多都可以用气相色谱法分析。从分离机理看又可以分为气－固吸附和气－液分配型两类。

液相色谱法的流动相是液体。不同的分离机理，可选用不同的液体作为流动相，如不同极性的有机溶剂。不同极性溶剂与水的混合溶液。不同pH值的缓冲溶液等。固定相有多孔吸附型固体、液体担载在固体基质或化学键合在固体基质微粒上、离子交换剂等微粒。液相色谱可分析各种有机化合物、离子型无机化合物及热不稳定具有生物活性的生物大分子。

总之，气相色谱是一种能够快速分离复杂混合物中各个组分的技术。分离过程是在气相中进行的，通过检测器将柱流出物转换成电信号，从这些电信号得到定性定量的信息。

本资料主要涉及气相色谱的有关问题。

为使初学者对色谱过程有一个感性的认识，让我们将色谱过程比拟为水上货运航行过程：假设有三艘载货船以河水流速，沿1000米长河床顺水航行，每艘船沿岸上卸货的任务不同，其中A船沿岸航行无上卸货任务，以河水流速航行至终点；B船只有两次靠岸卸货任务；C船沿岸上卸货最多，需停靠10次。假设河水流速50米／分，船每次停靠费时5分钟。很容易算出，A船20分钟后抵达终点； B船30分钟；C船70分钟才能达到终点。不难理解，三艘船虽然都以同样的速度航行，但它们花费在停靠岸的时间不同，所以到达时间不同。我们可以把1000米的河床比拟成色谱柱，沿岸堆放的货物好比固定液，水流就好比载气。（当然这样的比拟并不十分确切）

让我们联系这种比拟，了解气相色谱常见的几个术语即其关系。