氣相色譜儀是以氣體作為流動相（載氣）。當樣品由微量注射器“注射”進入進樣器后，被載氣攜帶進入填充柱或毛細管色譜柱。由于樣品中各組分在色譜柱中的流動相（氣相）和固定相（液相或固相）間分配或吸附系數的差異，在載氣的沖洗下，各組分在兩相間作反復多次分配使各組分在柱中得到分離，然后用接在柱后的檢測器根據組分的物理化學特性將各組分按順序檢測出來。
氣相色譜工作原理：
利用試樣中各組份在氣相和固定液體相間的分配系數不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進行反復多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同， 因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流訊號經放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。
氣相色譜過程：待測物樣品被蒸發為氣體并注入到色譜分離柱柱頂，以惰性氣體（指不與待測物反應的氣體，只起運載蒸汽樣品的作用，也稱載氣）將待測物樣品蒸汽帶入柱內分離。其分離原理是基于待測物在氣相和固定相之間的吸附-脫附（氣固色譜）和分配（氣液色譜）來實現的。因此可將氣相色譜分為氣固色譜和氣液色譜。
氣相色譜儀的基本組成
(1)機柜部分，是儀器所有部分的支承部分，在每個部分的裝配中起著*的作用。
(2)載氣系統，包括氣源、氣體凈化、氣流控制和測量：
功能:為分析系統提供流動相(載氣)，保證其純度，控制載氣的流量和壓力，使其正常工作。
(3)取樣系統，包括氣相色譜儀取樣器和氣化室;
功能：樣品注入進樣器，通過氣化室瞬間氣化成氣體，由連續通過的載氣送入色譜柱。
(4) 色譜柱和柱箱，包括溫度控制裝置：
作用: 柱內充滿固定相，當載氣組分流過時，由于不同組分與固定相的吸附容量不同，它們的保留值也不同，因此可以在柱內分離組分。采用溫度控制裝置控制柱溫，使柱溫與流量及各組分的性能相匹配，從而更好地分離各組分。
(5)檢測系統，包括檢測器、檢測器電源和溫控裝置;
作用：調節溫控系統裝置內部控制環境溫度，當各組分先后發展進入檢測器時，檢測器可將組分濃度或質量不斷變化轉化為電信號。
(6)分析和記錄系統，即色譜工作站，包括放大器、錄音機、部分儀器和數據處理設備
(7)電路部分，是控制溫度、氣路壓力、檢測器信號和氣相色譜儀的整個系統.
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