利用不同物质在固定相和流动相(载气)中分配系数的差异实现分离,结合检测器定量分析。样品汽化后随载气通过色谱柱,各组分因与固定相作用强弱不同而先后流出,检测器将浓度信号转化为电信号,形成色谱图,通过保留时间定性、峰面积 / 峰高定量。
组件 | 功能与特点 |
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进样系统 | - 汽化室:将液体样品瞬间加热汽化(温度通常高于样品沸点 20-50℃)。 - 进样方式:手动进样(微量注射器)或自动进样器(精准控制进样量,如 1μL)。 |
色谱柱 | - 类型: 填充柱:不锈钢 / 玻璃材质,内径 2-4mm,填充固体吸附剂或涂覆固定液。 毛细管柱:熔融石英材质,内径 0.1-0.5mm,内壁涂覆固定液(如聚二甲基硅氧烷),分离效率更高。 - 固定相选择:根据样品极性(如非极性 OV-17 柱用于分离烃类,极性 PEG-20M 柱用于分离醇类)。 |
载气系统 | - 载气:高纯氮气(N)、氦气(He)或氢气(H),需经净化干燥处理。 - 流量控制:通过压力传感器或电子流量控制器(EFC)精确调节(如 1-50mL/min)。 |
检测器 | - 氢火焰离子化检测器(FID):对含碳有机物敏感,检测限低至 10 12g/s,广泛用于农药残留、VOCs 分析。 - 电子捕获检测器(ECD):对电负性物质(如含卤素、硝基化合物)敏感,用于卤代烃检测。 - 热导检测器(TCD):通用型检测器,基于组分与载气热导率差异,适用于永久气体分析。 |
数据处理系统 | 工作站软件(如 Agilent ChemStation):采集信号、绘制色谱图、自动积分并计算含量,支持方法开发与结果报告生成。 |
行业 | 检测对象举例 |
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环境监测 | 空气中挥发性有机物(VOCs)、水中苯系物、土壤中有机氯农药(如 DDT、六六六)。 |
食品与药品 | 食品中残留农药(如敌敌畏、毒死蜱)、酒类中甲醇含量、药品中溶剂残留(如二氯甲烷)。 |
石油化工 | 汽油中烃类组成分析、天然气组分(如甲烷、乙烷)检测、聚合物中单体残留(如乙烯)。 |
法医与安检 | 血液中酒精 / 毒品(如吗啡、可卡因)、爆炸物(如 TNT)的痕量分析。 |
材料科学 | 高分子材料中添加剂(如增塑剂邻苯二甲酸酯)、涂料中挥发性成分(如甲醛)。 |
对比项 | 气相色谱(GC) | 液相色谱(HPLC) |
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流动相 | 气体(载气,不参与分离) | 液体(流动相,可调节极性影响分离) |
样品要求 | 易挥发、热稳定(沸点<300℃) | 可溶即可,无需挥发性(适用于大分子、热不稳定物质) |
分离机制 | 主要基于分配系数差异 | 基于吸附、分配、离子交换等多种机制 |
检测器 | FID、ECD、TCD 等 | 紫外(UV)、荧光(FLD)、蒸发光散射(ELSD)等 |
典型分析时间 | 5-30 分钟(快速分离) | 10-60 分钟(复杂样品分离时间长) |
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