气相色谱柱的工作原理及其发展

气相色谱柱的诞生和发展

在历史上，柱工艺开始于填充柱，在GC发展的早期Golay引入的毛细管气相色谱使GC得到了高柱效和高分离度。1979年使用高纯度二氧化硅薄壁毛细管，在管外涂一层聚酰亚胺聚合物进行保护，以免机械损坏，用此工艺制备出来的毛细管可以弯曲成很小的圆环而不折断。在这种熔融石英弹性毛细管柱商品化之后，很容易在实际中使用，它的应用扩展到各个领域，应用数量成指数上升。

色谱柱的研究和应用一直是GC发展的重要课题，近年的发展情况如何？可以从美国分析化学杂志每两年1次的双年度基础分析化学专题文献综述(即每逢双年出版的GasChro-matography)中看出，GC色谱柱发展的趋势有以下特点:

1、GC已经在许多分析实验室起着极为重要的作用，GC的色谱柱制柱工艺已经是一个成熟的技术，所以在制柱工艺方面的研究不够活跃；

2、GC色谱柱的固定相已经研究了上千种以上，而且占主导地位的是带有各种基团的聚硅氧烷；

3、20世纪70~90年代GC毛细管色谱柱柱工艺的研究主要在学校和研究机构进行，而近十年GC毛细管色谱柱的研究和改进集中在色谱柱厂家进行，并立即成为商品柱。

气相色谱柱的工作原理

色谱柱利用色谱柱先将混合物分离，然后利用检测器依次检测已分离出来的组分。色谱柱的直径为数毫米，其中填充有固体吸附剂或液体溶剂，所填充的吸附剂或溶剂称为固定相。

与固定相相对应的还有一个流动相。流动相是一种与样品和固定相都不发生反应的气体，一般为氮或氢气。待分析的样品在色谱柱顶端注入流动相，流动相带着样品进入色谱柱，故流动相又称为载气。载气在分析过程中是连续地以一定流速流过色谱柱的，而样品则只是一次一次地注入，每注入一次得到一次分析结果。

样品在色谱柱中得以分离是基于热力学性质的差异。固定相与样品中的各组分具有不同的亲合力(对气固色谱仪是吸附力不同，对气液分配色谱仪是溶解度不同)。当载气带着样品连续地通过色谱柱时，亲合力大的组分在色谱柱中移动速度慢，因为亲合力大意味着固定相拉住它的力量大。亲合力小的则移动快。

检测器对每个组分所给出的信号，在记录仪上表现为一个个的峰，称为色谱峰。色谱峰上的极大值是定性分析的依据，而色谱峰所包罗的面积则取决于对应组分的含量，故峰面积是定量分析的依据。一个混合物样品注入后，由记录仪记录得到的曲线，称为色谱图。分析色谱图就可以得到定性分析和定量分析结果。