下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
俄国植物学家Tswett通过研究植物色素分离，于1903年首次正式提出“色谱（chromatography）”一词。色谱又称层析法，是一种物理化学分析方法，它利用不同溶质与固定相和流动相之间的作用力（如分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离。经过一个多世纪的发展，色谱已经是准确测定样品中单个组分结构和官能团所必不可少的手段，被广泛用于混合物的分离及其组分的定性和定量分析。
英国人Martin和Synge于1952年首次提出气相色谱（gas chromatography，GC）这一分离方法，也发明了第一个GC检测器。从1955年第一台商品化GC仪器推出，到1958年Gloay首次提出分离效率极高的毛细管柱GC法，GC的应用已经得到了快速发展，已经从实验室内的研究技术发展成为一种常规的分析手段。
实际工作中，样品往往是复杂基质中的多组分混合物。因此，对于含有未知组分的样品，必须将其分离后，才能对有关组分进行进一步的分析。GC这一分离技术主要利用物质的沸点、极性或吸附性质的差异来实现混合物的分离。大量应用分析案例已经证明，GC可用于复杂样品中单一组分的准确定性和定量分析。
GC分析过程主要包括进样、分离和检测等。其中，样品的汽化通常在加热后的进样口或进样器中实现。因此，只有受热后挥发而不分解的化合物适合采用GC进行分析，包括大部分溶剂、农药、香料、精油、碳氢燃料等。而对于一些挥发性较差的化合物，如酸、氨基酸、胺、酰胺、非挥发性药物、糖类和类固醇等，必须将其转化为挥发性衍生物才可进行GC分析。载气（流动相）通常采用惰性气体，如氢气或氦气等，用于将样品从进样口或进样器，通过色谱柱，传送至检测器或联用设备中。目前使用的色谱柱大多为内壁涂布固定相的开管毛细管柱。由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，组分的馏出时间由其在流动相（载气）和固定相之间的相互作用决定。如果组分在固定相中保留时间短，则更快馏出。当组分馏出色谱柱后，随载气流入检测器。常用的检测器包括热导检测器（thermal conductivity detector，TCD）、火焰离子化检测器（flame ionization detector，FID）、氮磷检测器（nitrogen phosphorus detector，NPD）、火焰光度检测器（flame photometric detector，FPD）和电子捕获检测器（electron capture detector，ECD）等。这些检测器能够将样品中被测组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的质量或浓度成正比。色谱图就是这些电信号的记录，包含了所有原始信息。
目前，GC因其高分离效能、高选择性、高灵敏度和分析速度快等优点在现代社会的各个方面均得到了广泛应用。无论是军事国防中航天飞机、航空母舰中气体质量的分析，还是日常生活中食品、纺织品和化妆品，各种化工、制药和冶金工业的工艺控制和产品质量检验，甚至是地质勘探中的油气田寻找、医学中的疾病诊断、环境中污染物的鉴别及治理，GC都已成为不可或缺的分离分析手段。