VOC在线监测系统GC-FID色谱仪介绍与易出现问题总结

色谱仪，为进行色谱分离分析用的装置。包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等。现代的色谱仪具有稳定性、灵敏性、多用性和自动化程度高等特点。有气相色谱仪、液相色谱仪和凝胶色谱仪等。这些色谱仪广泛地用于化学产品，高分子材料的某种含量的分析。

提到色谱仪就不得不介绍色谱法的前生，色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。我们仍然叫它色谱分析。今天我们就围绕（GC-FID）气相色谱仪展开介绍与总结。

1. 气相色谱仪的基本原理

色谱法，又称为层析法或色层法，是一种利用物质的溶解性和吸附性等特性进行物理化学分离的方法。其分离原理是基于混合物中各组分在流动相和固定相之间的相互作用差异来实现分离。

其中，以气体作为流动相的色谱法被称为气相色谱法（Gas Chromatography，简称GC）。气相色谱法是一种机械化程度极高的色谱方法，广泛用于对小分子量复杂组分物质的定量分析。

在色谱法中，流动相是指携带样品在整个系统中流动的液体或气体，也被称为载气。而固定相则是指静止不动的相，它通常存在于色谱柱中，可以是担体、固定液或填料。

通过将样品溶解在流动相中，然后让流动相经过固定相的色谱柱，混合物中的各组分会根据在流动相和固定相之间的相互作用差异而发生分离。不同组分在色谱柱中停留的时间不同，从而实现了混合物的分离。

色谱法的应用非常广泛，既可用于分离复杂混合物，也可用于定量分析。尤其是气相色谱法，由于其高度自动化和灵敏度高的特点，被广泛应用于农药残留检测、环境污染物的监测以及药物分析等领域。 

2. 气相色谱仪的组成

● 气相色谱仪的气路系统

气相色谱仪所用的气路系统包括气源、净化干燥管和载气流速控制装置。这是一个密闭的管路系统，用于提供纯净且流速稳定的载气，以满足气相色谱仪的运行需求。气相色谱仪的性能受到气路系统的气密性、流量监测准确性和载气流速的稳定性的影响。

在气相色谱仪中，常用的载气有氢气、氮气和氩气（主流使用氮气）。这些载气的纯度要求超过99.999%，且具有良好的化学惰性，能够与待测组分不发生反应。在选择载气时，除了要考虑待测组分的分离效果外，还需考虑待测组分在不同载气条件下的检测器灵敏度。

● 气相色谱仪的分离系统

气相色谱仪的分离系统是整个仪器的核心部分，其作用是将待测样品中的各个组分进行有效的分离。

分离系统通常由柱箱、色谱柱和温控部件组成。柱箱用于安装和固定色谱柱，起到支撑和保护的作用。色谱柱是分离系统的关键组成部分，主要分为两类：填充柱和毛细柱。填充柱是由特定的柱材料制成，如金属、玻璃、融熔石英、聚四氟乙烯等。柱材料的选择与所需的分离效果密切相关。填充柱的分离效果除了与柱的长度、直径和形状有关外，还取决于所选择的填料类型以及操作条件等因素。

温控部件是为了控制色谱柱的温度稳定，在气相色谱分析中，温度的精确控制对分离效果至关重要。通过调节温控部件可以使色谱柱保持一定的温度，以达到最佳的分离效果。

● 气相色谱仪的检测系统

气相色谱仪的检测系统是将色谱柱中经分离的组分转化为电信号，并通过放大器传送至记录仪，最终绘出色谱流出曲线。

检测器的性能对色谱仪的分析结果准确性有直接影响。根据检测器的响应原理，可以将其分为浓度型检测器和质量型检测器。

浓度型检测器是根据待测物质在检测器中引起的物理或化学变化来测定样品的浓度。常见的浓度型检测器有火焰离子化检测器（FID）。检测器的输出信号与待测物质的浓度成正比。   

3. 气相色谱仪易出现的问题故障与处理措施