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氣相色譜的樣品分離系統(tǒng)主要由進(jìn)樣室和色譜柱組成。

進(jìn)樣室有多種型式，如氣體進(jìn)樣閥、液體進(jìn)樣室和熱裂解進(jìn)樣室等。而色譜柱通常為內(nèi)徑2-3毫米、長(zhǎng)1-3米、內(nèi)盛固定相的填充柱，或內(nèi)徑0.25毫米、長(zhǎng)20米以上、內(nèi)涂固定液的開(kāi)管柱。

色譜儀利用色譜柱先將混合物分離，然后利用檢測(cè)器依次檢測(cè)已分離出來(lái)的組分。色譜柱的氣相色譜儀直徑為數(shù)毫米，其中填充有固體吸附劑或液體溶劑，所填充的吸附劑或溶劑稱為固定相。與固定相相對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)流動(dòng)相。流動(dòng)相是一種與樣品和固定相都不發(fā)生反應(yīng)的氣體，一般為氮或氫氣。待分析的樣品在色譜柱頂端注入流動(dòng)相，流動(dòng)相帶著樣品進(jìn)入色譜柱，故流動(dòng)相又稱為載氣。載氣在分析過(guò)程中是連續(xù)地以一定流速流過(guò)色譜柱的；而樣品則只是一次一次地注入，每注入一次得到一次分析結(jié)果。

樣品在色譜柱中得以分離是基于熱力學(xué)性質(zhì)的差異。固定相與樣品中的各組分具有不同的親合力（對(duì)氣固色譜儀是吸附力不同，對(duì)氣液分配色譜儀是溶解度不同）。當(dāng)載氣帶著樣品連續(xù)地通過(guò)色譜柱時(shí)，親合力大的組分在色譜柱中移動(dòng)速度慢，因?yàn)橛H合力大意味著固定相拉住它的力量大。親合力小的則移動(dòng)快。

為了獲得最好的分離分析效果，色譜柱長(zhǎng)應(yīng)以最難分離的物質(zhì)對(duì)能達(dá)到所需的分離度為準(zhǔn)（分離度與柱長(zhǎng)平方根成正比）。