气相色谱法

　　以气体为流动相（称载气）的色谱分析法称气相色谱法（GC）。

　　气相色谱法在分析样品时是在加温的状态下使样品气化，由载气带入色谱柱，由于各组分在固定相与载气间作用不同，在色谱柱中移动快慢不同，经一段时间后得到分离，再依次被载气带入检测器，将各组分的浓度或质量转换成电信号变化并记录成色谱图，根据色谱图峰高或峰面积而进行定量。

　　由于气相色谱法具有分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快等特点，在中药制剂分析中主要用于含挥发油及其他挥发性组分的含量测定，还可用于中药及其制剂中含水量、含醇量的测定。但本法也存在一定局限性，它对挥发性差或遇热易分解破坏的物质难以分析。

　　气相色谱法按固定相的不同可分为气固色谱法和气液色谱法；按色谱原理的不同可分为吸附色谱法和分配色谱法；按色谱柱的不同可分为填充柱和毛细管柱。

　　系统组成：

　　（一）气流控制系统
　　包括气源、气体净化装置、气体流速控制和测量装置。
　　1.气源及净化 
　　（1）载气有氮、氦、氢等。除另有规定外，在药物分析检验中所用载气均为氮气（含量为99.9%的纯氮或99.99%的高纯氮），一般由高压钢瓶供给，当气瓶压力降到20Kg/cm2时应停止使用。
　　（2）在缺乏氦气的情况下，可用氢气作热导池检测器的载气；氢气也是氢火焰离子化检测器的燃气。氢气可由高压钢瓶供给，也可利用氢气发生器用高纯水制得。
　　所用载气在使用前必须经过适当净化。
　　2.载气流速控制
　　为保证分析结果的准确性，要求载气流速保持恒定，其变化小于1%。一般使用减压阀、稳压阀等控制。在使用这些阀时，输入的压力应符合说明书规定。
　　3.载气流速测量
　　载气流速对色谱柱的分离效能和检测器的灵敏度均有很大影响，是色谱分析的一个重要操作条件之一。

　　（二）进样系统
　　进样量的多少、进样时间的长短以及进样量的准确度等都会对气相色谱的定性定量产生影响。进样量过大、时间过长可引起色谱峰变宽或变形。进样方式有溶液直接进样或顶空进样。
　　1.溶液直接进样
可用微量注射器、微量进样阀或有分流装置的气化室进样；采用溶液直接进样时，进样口的温度应高于柱温30℃～50℃；进样量不超过数微升；柱径越细，进样量应越少；采用毛细管柱时，应分流进样以免过载。
　　2.顶空进样
　　顶空进样适用于对固体和液体供试品中挥发性组分的分离和测定，将固态或液态的供试品置密闭小瓶中，在恒温控制的加热室中加热至供试品中挥发性组分在非气态和气态达到平衡后，由进样器自动吸取一定体积的顶空气注入色谱柱中。

　　（三）色谱柱
　　是气相色谱仪核心部件之一。色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
　　1.填充柱
　　填充柱材质为不锈钢或玻璃。不锈钢柱坚固耐用，但不适宜不稳定化合物分离；玻璃柱无以上缺点，但易碎。柱长一般为2m～4m。柱内径一般为2mm～4mm，细柱径比粗柱径分离效果好。
　　（1）色谱柱填料  　色谱柱内填料分为吸附剂类、高分子多孔微球和涂布固定液的硅藻土类载体。在药物分析检验中除另有规定外，主要使用经酸洗并硅烷化处理的硅藻土（即白色载体）或高分子多孔微球作载体。白色载体吸附性小，适宜涂极性固定液，可用于分析极性或氢键型化合物；高分子多孔微球由于制备条件和原料不同，可有不同的极性微球供选择，微球具有交联结构，机械强度好，有很宽的温度使用范围（78℃～240℃），可用于永久性气体或短链化合物、醇、酸和胺类，水在这类柱上分离出对称的峰。
　　（2）固定液  　对其要求在操作范围内蒸汽压低，热稳定性好，对样品各组分有足够的溶解能力，选择性高，不与样品发生化学反应等。一般根据“相似性原则”选择固定液，即组分的结构、性质或极性与固定液相似时，在固定液中的溶解度就大，保留时间长，有利于相互分离；反之，则溶解度小，保留时间短。常用固定液有甲基聚硅氧烷（如SE-30、OV-17等）、聚乙二醇（如PEG-20M等）。一般固定液涂布浓度为5%～25%。
　　2.毛细管柱
　　毛细管柱的材质为玻璃或石英，内壁或载体经涂渍或交联固定相，内径一般为0.20mm、0.32mm和0.53mm，柱长5m～60m，固定液膜厚0.1µm ～5.0µm，常用的固定液有甲基聚硅氧烷、不同比例组成的苯基甲基聚硅氧烷、聚乙二醇等。
　　新填充柱和毛细管柱在使用前需老化以除去残留溶剂及低分子量的聚合物，色谱柱如长期未用，使用前应老化处理，使基线稳定。

　　（四）检测器
　　检测器是将流出色谱柱的载气中被测组分的浓度（或量）变化转化为电信号变化的装置，是气相色谱仪的核心部件之一。
　　气相色谱所用检测器有热导池检测器（TCD）、氢火焰离子化检测器（FID）、氮磷检测器（NPD）等，其中FID检测器是药物分析中使用最广泛的检测器，它是利用有机物在氢气燃烧的高温火焰中电离成正负离子，并在外加电场的作用下作定向移动形成电子流，其电流的强度与单位时间内进入检测器离子室的待测组分含碳原子的数目有关，所以它适用于含碳有机物的测定。
FID检测器操作条件：
　　1.气体流速
　　FID检测器须使用三种不同气体：载气、氢气（燃气）和空气（助燃气），通常三种气体的流速比约为1∶1∶10。
　　2.检测器温度
　　温度对FID检测器的灵敏度和噪声的影响不显著，为了防止有机物冷凝，一般控制在比柱温箱温度高30℃～50℃。此时氢在检测器中燃烧生成水，以水蒸汽逸出检测器，若温度低，水冷凝在离子化室会造成漏电并使色谱基线不稳，故检测温度应高于150℃，一般控制250℃～350℃。

　　（五）温度控制系统
气化室、色谱柱及检测器的温度均需要精密控制，正确选择和精密控制各处的温度是顺利完成分析任务的重要条件。特别是柱温控制精度应在±1℃，且波动小于每小时0.1℃。温度控制系统分为恒温控制和程序升温两种。

　　（六）信号记录处理系统
包括信号记录和数据显示等。检测器得到的电信号经过放大后由数据处理机（积分仪或记录仪）或色谱工作站接收处理，得到峰高或峰面积而对样品进行定量分析。