浅谈气相色谱仪的应用现状及发展趋势

[摘 要]气相色谱仪是一种对混合气体中各组成分进行分析检测的仪器，它是由载气系统把气体试样或汽化后的试样带入色谱柱中进行分离并通过检测器进行检测的。气相色谱仪被人们广泛应用于石油化工、医药卫生、食品工业等很多领域，它不仅能用于定量和定性分析，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数等物理化学常数。随着气相色谱仪技术的创新和发展，气相色谱仪正向着灵敏度更高、便捷性更好、选择性更强的方向发展。本文简要介绍了气相色谱技术的发展历程和基本组成、工作原理等情况，分析了国产气相色谱仪的技术水平以及中外气相色谱仪的技术差距，并探析了气相色谱仪的未来发展趋势。

[关键词]气相色谱仪 应用现状 发展趋势

中图分类号：TH833 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0110-01

一、气相色谱技术的发展历程

1952年气相色谱的发明使气相色谱技术得到了推广应用，之后气相色谱实验技术和仪器设备不断发展完善，气相色谱强大的分离能力以及气相色谱技术的快速检测、高度分离、微型便携等特点，使其广泛地应用于社会生产生活的各个领域。我国的气相色谱技术也走过了机械式、光电转盘式、数字分频电子式、现代计算机式等不同的发展阶段，而微型化色谱柱的研究课题的提出，使微型气相色谱仪的研发成为气相色谱技术的重点研究方向。

近年来，气相色谱技术的发展突飞猛进，其中，气相色谱仪成为物质分析检测类仪器的翘楚，在全球已经发展成为一个巨大的产业体系，并逐步形成了一门全新的应用技术学科。

二、气相色谱仪的基本组成及工作原理

气相色谱仪是以气体为流动相，采用冲洗法来实现柱色谱技术的装置。载气是从高压钢瓶经过减压阀流出的，然后由净化器去除杂质，之后再通过针形调节阀来调节流量，通过进样装置把注入的样品带入色谱柱，最后把被分离的组份带入检测器中进行鉴定、记录。混合物中各组份的分离主要决定月色谱柱，色谱柱通常可分为填充柱和开口管柱（又称为毛细管柱）两种。为确保各组份在色谱柱中能够处于最佳的分离状态，一般需要处于恒温或程序升温的环境中。检测器鉴定经过分离的不同组份并测定其具体含量，流入检测器进行检测的是载气中混有的样品气，根据二元气体混合物的物理或化学性质，我们可以制成相应的不同检测器，如热导检测器、氢焰离子化检测器、火焰光度检测器等。

载气系统包括载气和某些检测器所需的气体与控制。要保证气相色谱仪的正常操作，需要正确选择载气，严格调控载气流速并满足不同检测器所需的辅助气路。进样就是把不同形态的样品快速定量地加到色谱柱上进行色谱分离。而样品汽化速度、样品浓度、进样量、进样时间等，都会影响色谱分离效率和定量结果的准确性与重现性。

气相色谱仪的结构简单、性能稳定，对大多数物质都有响应，适合于常规分析和气体分析等。气相色谱仪的工作原理是汽化的式样在固定相和移动相的运动过程中，内部的物质发生分离并在仪器中显示出不同的颜色，帮助研究人员对汽化的试样进行物质分析，以发现式样的特性，根据其特性开展食品、医药、化工等领域的生产工作，制造人们需要的物质。

三、气相色谱仪的应用现状

我国气相色谱仪的市场份额非常大，是国外气相色谱仪生产商的重点竞争地区，外国的主要生产商有安捷伦科技、赛默飞世尔、戴安等，这些企业在满足了我国气相色谱仪市场需求的同时，为我国学习借鉴别国先进技术，从而自主研发生产气相色谱仪提供了良好的机遇。

1、国产气相色谱仪技术水平分析

气相色谱仪广泛应用在石油化工、医药卫生、食品工业等很多领域，其技术要求根据行业的不同也各不相同，因此，气相色谱仪生产商也都是围绕着行业的具体需求，从事专业化的色谱仪定向生产。近年来，气相色谱仪生产商也不断有新产品被研制生产出来，并推向市场。天瑞仪器于2012年生产的气相色相质谱联用仪GC-M6800的测试质量、分辨率、重复性等各项指标都达到了国家相关标准，这一产品的问世使我国告别了同类产品完全依赖进口的局面。近年来，国产的气相色谱仪已经达到了数字化和全自动化的标准，实现了全中文操作界面，并且可安装大型毛细管柱系统，能够完全满足国内用户的需求。

2、中外气相色谱仪技术差距分析

近年来，我国的仪器仪表装备制造企业数量不断增加，由于我国的市场需求量大，各企业的发展空间广阔，企业规模和利润增长率等均位于世界前列。而欧美国家的相关生产企业则与我国的仪器仪表企业不同，他们的企业数量少，但是规模都很大，其在世界市场的占有份额也很大，达到了50%以上。而我国的气相色谱仪生产企业在国内的市场占有率还不到5%，如此大的差距告诉我们，国产的气相色谱仪在技术水平和产品质量等方面，与国际先进水平还有很大的差距。随着科学技术的不断创新发展以及气相色谱仪的智能化趋向，我国的气相色谱仪器生产企业，或许将面临更加严峻的挑战。

四、气相色谱仪的发展趋势

随着气相色谱仪技术的创新和发展，气相色谱仪正向着灵敏度更高、便捷性更好、选择性更强的方向发展，具有智能化、微型化等特点。

（1）智能化

智能化、数字化、网络化等技术是气相色谱仪的发展新方向，它能有效解决传统气相色谱仪的功能单一、可靠性差和难以技术升级等一些列问题。智能化可以实现气相色谱仪的人机对话功能，使操控使用界面更加便捷，有利于我国气相色谱仪产业化能力的提升，其技术难点是把微处理器怎样植入测试系统当中。当前，较为流行的GC2002系列彩色触摸屏智能化气相色谱仪具有全微机控制系统、先进的自我诊断功能，其价格适中，性价比较高，因此更容易得到市场的认同。

（2）微型化

气相色谱仪的应用领域广泛，过去一味追求“高、精、尖”的设计装备理念已经不合实际，其生产制造从技术驱动转向了市场驱动，要求企业能够满足用户的差异化需求，只有做到在最短的时间内研制出符合市场需求的新产品，才能实现集中优势、降低成本，促进企业的发展。当前，市场通常要求气相色谱仪具备现场作业、即时分析并提供数据的能力，因此，要求气相色谱仪进一步实现微型化，使使用更加便捷。北京普析GC190型微型便携式气相色谱仪能够现场打印色谱分离图，并且对测量结果进行实时解析，因此，更加适合于现场作业。虽然它在技术上还不够完善，但其具有便携的优点以及较低的价格，所以能够满足很多客户的需要。

（3）新技术普遍应用

气相色谱仪的应用越来越广泛，涉及到不同行业的不同领域中，但是用户对其自动化功能、数字信号处理以及实时数据分析等方面的要求是相同的，客户都希望气相色谱仪能与其它仪器更加完美的结合起来，从而实现快速分析处理数据和安全有效传输等目的。因此，在气相色谱仪生产领域内，有关新技术不断被应用到生产当中。例如，细内径毛细管柱的应用、色谱仪模块化技术等都被应用到气相色谱仪的生产改造当中。

五、结语

经过多年的发展，我国的气相色谱仪器生产技术水平，基本上已经进入了一个相对成熟的阶段，在未来的发展过程中，希望能够出现更多的新技术，但可以肯定的是，气相色谱仪的智能化和微型化将是一个明显的发展趋向，气相色谱仪将更加注重在细节上的研发，以满足不同用户的差异化需求。对于国内的气相色谱仪器制造商来讲，怎样才能加强自主知识产权，进一步提高研发生产技术，成为其发展的战略考量和主攻方向。

参考文献

[1] 罗伟东.便携式气相色谱仪的模块化设计[J].分析仪器，2011，05：36