气相色谱基础知识 – 恒定压力、恒定流量和持续混淆

气相色谱方法通常指出，载气在恒压或恒流条件下输送到色谱柱，但可能需要优化方法以获得更好的性能或适应气相色谱仪器的局限性。本文将概述下次分析时需要了解的 GC 基础知识。

“恒压”将保持载气在色谱柱起点上的压力一致，而“恒流”将保持载气通过色谱柱的恒定流速。载气的两种应用都有截然不同的优点和缺点，我想帮助理解两者。

在方法过程中，随着温度的升高，气相色谱柱内的载气将变得更加粘稠。具体来说，塔内的气体会随着温度的升高而膨胀。加热时，靠近塔起点的气体会向塔入口膨胀，而靠近塔中心附近的气体的随机动力学 运动将导致静止，因为每个分子的能量更高，彼此碰撞并与塔的内壁碰撞。粘度的增加会随着色谱柱内径的变窄而加剧。我们将在稍后比较线速度和恒定流量时讨论塔出口附近的气体。

载气通过塔的输送必须确保气体在流经塔时“向前”方向。随着对抗粘度的增加，“恒压”方法将经历气体通过色谱柱的向前运动减少，而“恒流”方法将调整压力，以保持通过色谱柱的流速一致，因为在一种方法中，温度升高。使用“恒压”的方法开发人员必须确保在必须分离一对关键分析物时，流速是*佳的。

“恒压”方法的优点是进样口内的传感仪器相对简单，而“恒流”方法需要复杂的仪器，以便在温度升高时适当增加柱上压力，并减弱温度降低时的压力。确保您的“恒压”可以在温度斜坡结束时保持向前流动，同时还要注意使用“恒定流量”时斜坡末端附近将产生的高压。

上表中温度和流速之间的关系对应于以下方法，这是我在*近一些分析 EPA 610 PAH 化合物的方法开发的早期阶段编写的。我使用 100 kPa （14.5 psi） 的“恒定压力”和计算的 1.03 mL/min（线速度为 35 cm/sec）的“恒定流量”评估了方法参数。在两张色谱图中，当两个关键对分别在 23.5 min 和 30.5 min 洗脱时，流速处于 0.25 mm 内径色谱柱的合适范围内，随后进行了优化。与“恒流”法中的相同分析物相比，“恒流”法中较早的分析物洗脱速度更快，因为早期的流速非常快。相反，与“恒流”方法相比，“恒流”方法中较晚的分析物洗脱速度较慢。早期和后期分析物之间的分离度非常稳定，可以适应不同的流速，而在关键对分析物的洗脱时刻，气体通过色谱柱的流速*佳。

您可能需要调整 GC 方法，如果您的 GC 仪器无法提供载气。请注意必要的流速，以便在洗脱任何关键对期间获得*佳色谱柱性能。在简单输送载气（恒定压力）的需求与一组特定色谱柱尺寸和目标分析物所需的*佳流速之间保持平衡。如果在整个方法运行期间，分离度对大多数分析物来说都是一个挑战，那么可以考虑使用恒定流速或恒定线速度。