根據(jù)問(wèn)卷《對(duì)于哪些氣相新技術(shù)或者功能，他們?cè)敢赓I單》的調(diào)查。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有超過(guò)51%的人表示愿意為“更快的分析速度”付出更多的經(jīng)濟(jì)上的成本。

 時(shí)間就是金錢 ！

“更快的分析速度”就意味著同樣時(shí)間內(nèi)能夠分析更多的樣品，對(duì)于很多第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，就直接意味著收入的增加。

“快速氣相”的概念，其實(shí)在好多年前就已經(jīng)提出來(lái)了。但是從“傳統(tǒng)氣相”到“快速氣相”的轉(zhuǎn)移，關(guān)鍵在于速度的提高是否影響分離和分析的效果，以及方法轉(zhuǎn)移的成本這兩方面內(nèi)容。

如何提高速度？    

了解過(guò)氣相色譜分離的Golay方程，你就會(huì)明白，氣相色譜分析的載氣速度存在一個(gè)的線速度，在這個(gè)線速度下理論塔板高度，也就可以達(dá)到大的柱效。

但是如果我們想要為了加快分析速度而片面加大流速，就會(huì)導(dǎo)致塔板高度增加和柱效的降低。

如何保證柱效？    

招，改變載氣類型，使用氦氣或者氫氣做載氣。

下圖是三種氣相色譜常用載氣的Golay方程的曲線。大家可以看到，在同樣線速度下，氮?dú)饽軌蜻_(dá)到的理論塔板高度，但是它的曲線更窄一些，隨線速度的增加，曲線上升很快，也就是柱效降低的很快。

相比起來(lái)，氦氣和氫氣隨線速度的增加，曲線的上升更慢，也就是柱效降低的更慢。氫氣和氦氣本身的擴(kuò)散系數(shù)（Diffusivity）更小，也就是說(shuō)在Golay方程里面的傳質(zhì)阻力的Cm項(xiàng)更小，這就是為什么在更高的流速下面，氫氣和氦氣理論塔板高度更低。

第二招，改用更小內(nèi)徑的色譜柱。

從下面這張圖使用同一種載氣，而不同內(nèi)徑色譜柱的Golay方程曲線可以看出來(lái)，越是小內(nèi)徑的色譜柱，其的線速度越大。

第三招，改用膜厚更小的色譜柱。

Golay方程中膜厚越小，傳質(zhì)阻力的Cs項(xiàng)就越小。同樣條件下柱效就越高。

以上三招結(jié)合使用，配合以提高升溫速度和使用短一些的色譜柱，就能夠在不怎么犧牲柱效和分離度的前提下，相當(dāng)顯著提高分析的速度，縮短分析的時(shí)間。

從現(xiàn)有的分析案例來(lái)看，分析時(shí)間可以從之前的十幾二十分鐘縮短到只需要幾分鐘，有些比較夸張應(yīng)用，竟然將分析時(shí)間降到一分鐘之內(nèi)。

新的挑戰(zhàn)和難題    

要做到這些，我們必須面對(duì)新的挑戰(zhàn)和難題。

1、載氣成本及安全性

首先，相對(duì)氮?dú)?，氦氣的價(jià)格居高不下，要使用氦氣做普通氣相分析的載氣，有一些奢侈。

其實(shí)相對(duì)而言，氫氣是合適的氣相載氣選擇，而且獲取的成本也很低。

雖然絕大多數(shù)主流氣相都支持氫氣做載氣，而且提供了相關(guān)應(yīng)用的安全性保障，但是絕大多數(shù)人還是對(duì)于這種可燃性的氣體有一種天然的抵觸。這是載氣選擇的問(wèn)題。

2、進(jìn)樣量和分流比

其次，如果要使用更小內(nèi)徑和膜厚的色譜柱，那就意味著更小的樣品容量。你就得需要少量的樣品、或者使用更大的分流比。

為了保證進(jìn)樣的重復(fù)性，我們不愿意進(jìn)一步降低進(jìn)樣體積，所以一般建議采用增大分流比的辦法。要實(shí)現(xiàn)更大的分流比，比如200:1的分流比，又涉及到了載氣的選擇因?yàn)榈獨(dú)鉄o(wú)法實(shí)現(xiàn)如此高的分流比。

3、升溫速度 

然后，是色譜柱升溫程序的提高。這也是快速氣相一個(gè)主流的拓展領(lǐng)域。

我們平時(shí)用的普通的氣相色譜，一般柱溫箱的升溫速度都是幾十?dāng)z氏度每分鐘。即使你設(shè)置的再大，用來(lái)加熱的爐絲的熱量也需要一段時(shí)間才能傳遞到色譜柱。

所以要提高升溫程序的速度，不單單是使用更大功率的爐絲，更要想辦法縮小柱溫箱內(nèi)部的體積，并保證熱傳導(dǎo)的均一和穩(wěn)定性。

當(dāng)然，升溫程序不單單跟氣相儀器有關(guān)系，還得問(wèn)問(wèn)色譜柱受不受的了啊。這樣快速的升溫和降溫，對(duì)于色譜柱的毛細(xì)管以及內(nèi)部的固定相涂層也提出了新的挑戰(zhàn)。

后總結(jié)一下：

想要大幅提升氣相色譜的分析速度？ 

當(dāng)然可以，你可以通過(guò)使用氫氣做載氣、使用更短的、更小內(nèi)徑和薄膜的色譜柱、提高升溫速度等多種方式結(jié)合，來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。同時(shí)，這些手段也意味著儀器使用習(xí)慣、儀器某些硬件、應(yīng)用方法的調(diào)整。

文章來(lái)源：VX 色譜學(xué)堂