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氣相色譜是二十世紀(jì)五十年代出現(xiàn)的一項重大科學(xué)技術(shù)成就。這是一種新的分離、分析技術(shù)，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、建設(shè)、科學(xué)研究中都得到了廣泛應(yīng)用。氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。一起來看看GC的發(fā)展吧。
氣相色譜儀技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展軌跡
（Injectanddetectortemperaturecontrol）GC-7A和GC-9A均采用一個完整的總加熱塊單元，GC-14A的進(jìn)樣口和檢測器各共用一個總加熱塊單元，GC-17A改為每一個進(jìn)樣口和檢測器都有獨(dú)立的加熱單元系統(tǒng)。總加熱塊單元是指進(jìn)樣口、檢測器全部或部分集中在一個大的加熱塊上，有一個加熱棒，一個溫度控制器，一個恒溫塊來控制溫度。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、元器件少、成本低，由于儲熱值大，在到達(dá)溫度后易于保持穩(wěn)定。它的缺點(diǎn)是：加熱塊上的各部件的溫度只能設(shè)為一致，而不能有所區(qū)別，限制了檢測手段的運(yùn)用；由于加熱塊體積大，升溫降溫速度緩慢，改變條件困難；升溫時所有的部件都被加熱，不用的部件也在升溫降溫過程時經(jīng)受熱疲勞損耗。獨(dú)立加熱單元是指任何一個進(jìn)樣口和檢測器都有獨(dú)立的加熱、控溫、恒溫裝置。它的優(yōu)點(diǎn)是任何一個部件都可設(shè)定為不同的溫度，且由于加熱塊體積小，儲熱值低，升溫降溫速度都有很大的提高，能夠提供進(jìn)樣口程序升溫等功能，豐富了色譜技術(shù)的手段。它的缺點(diǎn)是各成一獨(dú)立系統(tǒng)，對溫度控制的技術(shù)要求高，且元件增多，成本相對較高。采用總加熱塊單元的氣相色譜儀一般采用“U”形柱（如GC-7A，GC-9A，GC-14A），因?yàn)楦鞑考奈恢帽幌薅ㄔ谝粋�加熱塊中，必須排列緊湊。采用獨(dú)立加熱單元的氣相色譜儀一般采用圓形柱，因?yàn)樗倪M(jìn)樣口和檢測器需要相隔一定距離，原因在于：各個獨(dú)立加熱單元的降溫是通過周圍空氣冷卻而實(shí)現(xiàn)，如進(jìn)樣口和檢測器相隔太近，會互相影響散熱效果。從總加熱塊單元到獨(dú)立單元加熱是一個大趨勢，從GC-7A，GC-9A的一個總加熱塊到GC-14A的兩個加熱塊單元，島津公司的設(shè)計師已作了改進(jìn)，使得升溫降溫效果有了一定的改善。但由于總加熱塊單元設(shè)計在原理上的先天不足，使之仍無法達(dá)到獨(dú)立單元加熱的應(yīng)用效果。為此，從GC-17A起已改為獨(dú)立單元加熱模式。2．爐溫控制（oventemperaturecontrol）氣相色譜儀爐溫控制性能水平往往能體現(xiàn)這臺儀器的層次和水準(zhǔn)，爐溫控制技術(shù)的衍變從柱溫箱排熱口的變化就可以看出來。GC-7A沒有柱溫箱排熱口，其升溫降溫速度慢得令人生畏，使操作者輕易不敢改變條件；GC-9A，GC-14A具有狹長縫型的排熱口，使效果有了一定改善；GC-17A進(jìn)一步改為兩個方形的排熱口，降溫效果更加令人滿意。在爐溫控制的操作系統(tǒng)方面，GC-7A采用機(jī)械撥盤方式，甚不方便。從GC-9A開始開始利用電子控制，采用鍵盤輸入?yún)?shù)。可以說，島津公司的氣相色譜儀從GC-9A才算是開始進(jìn)入現(xiàn)代化。而GC-17A是由工作站控制，可以很方便地進(jìn)行程序升溫。GC-7A，GC-9A，GC-14A都采用了經(jīng)典的機(jī)械式表閥控制，如壓力表和轉(zhuǎn)子流量計。一般需要精確控制載氣流量的部件使用轉(zhuǎn)子流量計，只需粗略控制的部位使用壓力表，如作為輔助燃燒氣體的氫氣和空氣流量控制基本上都使用壓力表。機(jī)械表閥控制優(yōu)點(diǎn)是：可靠、耐用、經(jīng)濟(jì)。它的缺點(diǎn)在于：每次開機(jī)時都要從零點(diǎn)慢慢地調(diào)高，關(guān)閉時再調(diào)回零位，由于每次調(diào)節(jié)都有不可避免存在人為的差異，每次的流量難以保持一致，因此在檢測過程中不能改變流量。而電子壓力控制采用電磁閥取代機(jī)械表閥，只需要輸入一個數(shù)值即可找到預(yù)定的流量或壓力，方便、準(zhǔn)確、迅速；還可以提供程序升壓手段，可謂是流量控制的一次革命。電子控制流量克服了機(jī)械控制流量的缺陷，但又因?yàn)檫\(yùn)用電子技術(shù)而帶來了新的問題：（1）如果氣源壓力變化太大，容易因?yàn)閺?qiáng)烈沖擊而損壞，機(jī)械式表閥則不存在這個問題；（2）一旦遭遇意外停電，電磁閥停止工作，停止供氣，色譜柱在高溫沒有載氣通過時極易損壞。（3）從理論上來說，轉(zhuǎn)子流量計是測載氣流量的最穩(wěn)定準(zhǔn)確的元件，很難產(chǎn)生偏差；而電子壓力控制必竟是一個電子模擬機(jī)械過程，長期使用后有可能出現(xiàn)細(xì)微的偏差。4.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（dataanalysisunit）一般而言，GC-7A配置繪圖儀，GC-9A配置積分儀或不可存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理機(jī)，GC-14A配置可存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理機(jī)，GC-17A配置化學(xué)工作站以處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是氣相色譜儀中進(jìn)步最快，使用者得益最大的部分，它使操作儀器的工作越來越方便。在發(fā)明積分儀之前，測量色譜峰的峰面積只能手工用積分尺量算或剪紙稱重，往往一個色譜峰就要花去半天的時間。現(xiàn)在，在檢測工作完成后即可很快得到所有的色譜數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)處理手段越來越豐富，使用越來越簡便。從繪圖儀到積分儀，再由數(shù)據(jù)處理機(jī)到化學(xué)工作站，其中的進(jìn)步主要應(yīng)歸功于電子技術(shù)日新月異的發(fā)展。在氣相色譜儀的各個部件中，檢測器相對較成熟穩(wěn)定，進(jìn)步不象其它部件那么顯著。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成并沒有革命性的進(jìn)展，檢測性能提高也有限。但是穩(wěn)定速度有了長足的進(jìn)步；如GC-17A的電子捕獲檢測器，它的穩(wěn)定速度比GC-14A快了10倍，降溫效率更是達(dá)到了每10分鐘降100攝氏度的驚人速度。6．主機(jī)系統(tǒng)控制部分（totalsystemcontrol）在工作站出現(xiàn)以前，只能手工設(shè)置主機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)，因此，開動一臺儀器，需要進(jìn)行許多瑣碎的設(shè)定與調(diào)整步驟，開閉許多開關(guān)，調(diào)節(jié)許多旋鈕。對這臺設(shè)備不是很熟悉的人員經(jīng)常會發(fā)生錯誤，學(xué)習(xí)起來也很吃力。在運(yùn)用工作站之后，使用者可以將不同實(shí)驗(yàn)的各種儀器參數(shù)、運(yùn)行程序輸入計算機(jī)內(nèi)，下次直接調(diào)用即可工作，完成從開機(jī)、檢測、處理結(jié)果等各個步驟，再也不需對儀器各個部件的參數(shù)進(jìn)行逐項輸入和確定，使操作更加簡便，也使得學(xué)習(xí)的難度大大降低。島津公司的氣相色譜儀系列在GC-17A后普遍使用了工作站對儀器進(jìn)行直接控制。GC×GC技術(shù)是近兩年出現(xiàn)并飛速發(fā)展的氣相色譜新技術(shù)，樣品在第一根色譜柱上按沸點(diǎn)進(jìn)行分離，通過一個調(diào)制聚焦器，每一時間段的色譜流出物經(jīng)聚焦后進(jìn)入第二根細(xì)內(nèi)徑快速色譜柱上按極性進(jìn)行二次分離，得到的色譜圖經(jīng)處理后應(yīng)為三維圖。據(jù)報道，使用這一技術(shù)分析航空煤油檢出了上萬個組分。新的高選擇性固定液不斷得到應(yīng)用，如手性固定液等。細(xì)內(nèi)徑毛細(xì)管色譜柱應(yīng)用越來越廣泛，主要是快速分析，大大提高分析速度。耐高溫毛細(xì)管色譜柱擴(kuò)展了氣相色譜的應(yīng)用范圍，管材使用合金或鍍鋁石英毛細(xì)管，用于高溫模擬蒸餾分析到C120；用于聚合物添加劑的分析，抗氧劑1010在20分鐘內(nèi)流出，得到了較好的峰形。新的PLOT柱出現(xiàn)，得到了一些新的應(yīng)用。隨著社會不斷進(jìn)步，人們對環(huán)境的要求越來越高，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，這就要求氣相色譜與其它分析方法一樣朝更高靈敏度、更高選擇性、更方便快捷的方向發(fā)展，不斷推出新的方法來解決遇到的新的分析問題。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展也為氣相色譜的發(fā)展提供了更加廣闊的發(fā)展空間。
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