气液色谱法（，又称气相层析）是一种在有机化学中对易于挥发而不发生分解的混合物进行分离与分析的層析技术。气相色谱的典型用途包括测试某一特定化合物的纯度与对混合物中的各组分进行分离（同时还可以测定各组分的相对含量）在某些情况下，气相色谱还可能对化合物的表征有所帮助。在微型化学实验中，气相色谱可以用于从混合物中制备纯品。
气相色谱中的流动相（或活动相）是载气，通常使用惰性气体（如氦气）或反应性差的气体（如氮气）。固定相则由一薄层液体或聚合物附着在一层惰性的固体载体表面构成。固定相装在由玻璃或金属制成的一根空心管柱内（称为色谱柱）。用作进行气相色谱的仪器称为气相色谱仪（或“气体分离器”）。
待分析的气体样品与覆盖有各种各样的固定相的柱壁相互作用，使得不同的物质在不同的时间被洗脱出来。从一种物质进样开始到出现色谱峰最大值的时间被称为该物质的保留时间，通过将未知物质的保留时间与相同条件下标准物质的保留时间的比较可以表征未知物。
在原理上，气相色谱与柱色谱（及其它种类的色谱，如高效液相色谱，薄层色谱）类似，但也有着很多明显的不同。
*第一：在气相色谱中，混合物的分离在液态的固定相与气态的流动相之间进行，而在柱色谱中，固定相为固态而流动相为液态。
*第二：在气相色谱中使用的柱是放置在一个温度可控的恒温箱中的，而在典型的柱色谱中并无这样的温度控制装置。
*第三：在气相色谱中，气相中物质的浓度只是气体的蒸气压的函数。，这种组合的仪器称为气相色谱法-质谱联用（GC-MS，简称气质联用），有一些气质联用仪还与核磁共振波谱仪相连接，后者作为辅助的检测器，这种仪器称为气相色谱-质谱-核磁共振联用（GC-MS-NMR）。有一些GC-MS-NMR仪器还与红外光谱仪相连接，后者作为辅助的检测器，这种组合叫做气相色谱-质谱-核磁共振-红外联用（GC-MS-NMR-IR）。但是必须指出，这种情况是很少见的，大部分的分析物用单纯的气质联用仪就可以解决问题。
分析方法
分析方法实际上是在某一特定的气相色谱分析中使用的一系列条件。建立分析方法实际上是确定对于某一分析的最佳条件的过程。
为了满足某一特定的分析的要求，可以改变的条件包括进样口温度，检测器温度，色谱柱温度及其控温程序，载气种类及载气流速，固定相，柱径，柱长，进样口类型及进样口流速，样品量，进样方式等。检测器还可能有其它可供调节的参数，这取决于所使用的检测器类型。有一些气相色谱仪还有可以控制样品与载气流向的阀门，这些阀门开启与关闭的时间也可能对分析的效果有重要影响。
右图为GeoStrata Technologies生产的Eclipse气相色谱仪。它以三分钟为周期持续运转。该仪器有两个阀门，用来控制载气进入定量管。当定量管充满样品气后，切换阀门，载气就会通过定量管。载气的压强会将样品带入到色谱柱中进行分离。
此分析方法可用於分離具有熱穩定性、高揮發性、低分子量等特徵之化合物。
载气选择与载气流速
典型的载气包括氦气、氮气、氩气、氢气和空气。通常，选用何种载气取决于检测器的类型。例如，放电离子化检测器（DID）需要氦气作为载气。不过，当对气体样品进行分析的时候，载气有时是根据样品的母体选择的，例如，当对氩气中的混合物进行分析时，最好用氩气作载气，因为这样做可以避免色谱图中出现氩的峰。安全性与可获得性也会影响载气的选择，比如说，氢气可燃，而高纯度的氦气某些地区难以获得。（参见：氦气——分布与生产）
很多时候，检测器不仅仅决定了载气的种类，还决定了载气的纯度（虽然对灵敏度的要求也在很大程度上影响载气纯度的要求）。通常来说，气相色谱中所用的载气，纯度应该在99.995%以上。用于标识纯度的典型商品名包括“零点气级”，“高纯度（UHP）级”，“4.5级”和“5.0级”。
载气流速对分析的影响在方式上与温度类似（见下文）。载气流速越高，分析速度越快，但是分离度越差。因此，最佳载气流速的选择与柱温的选择一样，都需要在分析速度与分离度之间取得平衡。
二十世纪九十年代之前生产的气相色谱仪的载气流速往往通过载气入口的压力（柱前压）进行控制，实际的载气流速则在柱的出口端通过电子流量计或皂膜流量计进行测定。这样的一个过程常常很复杂，很耗时间，而且往往令人沮丧。在整个运行过程中，柱前压不能再改变，气流必须稳定。气体流速与柱前压的关系可以通过可压缩流体的泊肃叶定律来计算。
不过，很多现代的气相色谱仪已经能用电路自动测定气体流速，并通过自动控制柱前压来控制流速。因此，载气压强与流速可以在运行过程中调整。柱前压/气流控制程序（与温度控制程序类似）随之出现。
进样口类型与流速
进样口类型和进样技术通常与样品存在的形态（液态、气态、被吸附、固态）以及是否存在需要气化的溶剂有关。如果样品分散良好，并且性质已知，那么它就可以通过冷柱头进样口直接进样；如果需要蒸发除去部分溶剂，就使用分流/不分流进样口（通常用注射器进样）；气体样品（如来自气缸）通常用气体阀进样器进样。被吸附的样品（如在吸附管上）可以通过外部的（在线或离线）脫附装置（如捕集-吹扫系统）或者在分流/不分流进样器中脫附（使用固相微萃取技术）。
样品量与进样技术
进样技术
真正的气相色谱分析过程从样品进入色谱柱开始。毛细管气相色谱法的发展使得进样技术面临着很多实践中的问题。柱上进样技术多用于填充柱而不适用于毛细管柱。在毛细管气相色谱仪中的进样技术应该满足以下两个条件：
#进样量不得超过柱的容量；
#与展开过程引起的样品展宽相比，进样后的塞式流宽度应该很小。如果不能满足这一要求，色谱柱的分离能力将会下降。一个普遍的规则是，注入的体积，Vinj，和检测器的体积，Vdet，应该只有样品中包含被分析物的部分出柱时的体积的十分之一。
以下是一些优秀进样技术应当满足的一般要求：
*应该能使色谱柱达到它的最佳分离效率；
*对于小量的有代表性的（典型）样品，进样应具有准确性和可重现性；
*不能改变样品组成（对于具有不同的沸点、极性、浓度与热力学稳定性的物质，进样过程中不应有所差异）；
*应该既适用于痕量分析，也适用于浓度相对较大的样品。
但是，也有一些问题存在于当前的进样技术中，即使这并不是破坏性问题。
*即便最好的进样口注射器声称其有3%的精度，但是在非专业人士的操作中仍然会产生较大的误差。
*射针（Needle）在射出样品的时候也许会从隔膜上切下小块的胶（rubber）。这也许会堵住射针并且导致下一次使用时注射器填充出现问题。这可能不是一个能被明显发现的问题。
*部分的样品可能在从注射器的连续射出后困在隔膜中。这会导致后来的色谱图中产生鬼峰（Ghost Peak）。
*射针的末端可能使一些易挥发的样品组分蒸发，产生选择性的样品损失。
色谱柱的选择
色谱柱的选择取决于样品以及测定。在选择色谱柱时，混合物的极性是一项主要的化学属性因素，但是其官能团的作用也会影响到色谱柱的选择。样品的极性必须与色谱柱固定相的极性非常匹配，来增加分辨率和分离度，同时减少了运行时间。固定相的膜厚，色谱柱的长度和直径也都会影响分离度和运行时间。
柱温与温度控制程序
气相色谱仪中的色谱柱放置于温度由电子电路精确控制的恒温箱内。（当分析者说“柱温”时，他实际上指的是恒温箱的温度。不过这种区别并不重要，因此在下文中对这两者并不作区分。）
样品通过色谱柱的速率与温度正相关。柱温越高，样品越快通过色谱柱。但是，样品越快通过色谱柱，它与固定相之间的相互作用就越少，因此分离效果越差。
通常来说，柱温的选择是综合考虑分离时间与分离度的结果。
柱温在整个分析过程中不变的方法称为恒温方法。不过，在大部分的分析方法中，柱温随着分析过程的进行逐渐上升。初温，升温速率（温度“斜率”）与末温统称为控温程序。
控温程序使得较早被洗脱的被分析物能够得到充分的分离，同时又缩短了较晚被洗脱的被分析物通过色谱柱的时间。
数据整理与分析
;定性分析
:一般来说，色谱分析的结果用色谱图来表示。在色谱图中，横坐标为保留时间，纵坐标为检测器的信号强度。色谱图中有一系列的峰，代表着被分析物中在不同的时间被洗脱出来的各种物质。在分析条件相同的前提下，保留时间可以用于表征化合物。同时，在分析条件相同时，同一化合物的峰的形态也是相同的，这对于表征复杂混合物很有帮助。然而，现代的气相色谱分析很多时候采用联用技术，即气相色谱仪与质谱仪或其它能够表征各峰对应化合物的简单检测器相连。
;定量分析
:在色谱图中，峰面积与分析物的含量成正比。通过用积分计算峰面积，可以定出分析物中各组分的浓度。分析物的浓度也可以通过校准曲线来获得。通过配制一系列浓度的标准样品并测量它们的响应（信号强度）可以绘制出校准曲线。分析物的浓度还可以通过被分析物的相对响应因子来确定。相对响应因子指的是被分析物的信号与内标物（或外标物）的预期响应比值，它可以通过固定内标物（一种加入到样品之中并具有标准浓度，且保留时间与被分析物不同的化合物）的含量而改变被分析物的含量，观察信号响应的变化来计算。
在大多数现代的气相色谱法-质谱联用系统之中，计算机软件可以绘画色谱图，积分峰面积，并自动将质谱图与文献标准图进行比对。
应用
通常来说，那些在300°C左右以下气化并在该气化温度以下保持稳定的物质，都可以定量地测定。这些样品还应该是无盐的，即不包含离子。气相色谱可以对很小量的物质进行分析，但常常要求有一份待测定物质的纯样作为参比。
有很多种控温程序可以使读数更有意义，如区分在气相色谱分析过程中行为相似的两种物质。
专业人士利用气相色谱法来分析化学产品中某些物质的含量（如确定化工产品的质量），测定土壤，空气和水中的有毒物质。如果运用得当，气相色谱可以测定含量为pmol/mL级的液体样品或浓度在ppb数量级的气体样品。
在高等院校的实践课程之中，学生有时是通过研究薰衣草油的成分或者通过测定本氏烟植物的叶子提取物中的乙烯含量来了解气相色谱的。这些都是对烃类（从两个碳到四十多个碳不等）的气相色谱分析。一个典型的实验是，学生用填充柱分出较轻的气体并用热导检测器（TCD）进行检测，而烃类则通过毛细管柱进行分离，用火焰离子化检测器（FID）进行检测。在对较轻的气体的分析过程中，氢气与氦气（最常用也是最灵敏的惰性载气）几乎有着相同的热导性质，这使得分析变得复杂化。（TCD是根据气体热导率的改变引起惠斯通电桥中两根热丝导电性质的改变而检测被洗脱的物质的）。因此，这些气相色谱仪常采用双道TCD检测器，它有一个专门用于分析氢气的通道，该通道以氮气为载气。气相化学反应（如费脱合成Fischer-Tropsch合成）经常用氩气作为载气。这样做的好处是可以使用单一载气而不必使用两种。这种做法降低了分析的灵敏度，换来的是气源的简化。
通俗文化中的气相色谱
电影，书籍与电视节目经常歪曲气相色谱法的能力以及运用气相色谱法完成的工作。
例如，在美国的电视节目《鉴证行动组》中，人们用气相色谱来快速地识别未知样品。分析员在取得样品之后十五分钟之后就会说：“这是在过去两个星期中在雪佛龙公司（Chevron）的油站里购买的汽油。”
事实上，一个典型的气相色谱分析所用的时间要长得多。有时依照选定的程序，一个样品就要进行一个多小时的分析。对色谱柱进行“清理”以便接受下一个样品还需要额外的时间。同时，为了验证一个结论，分析员往往需要进行多次平行的分析，因为单次分析的结果很可能具有偶然性（参见显著性差异）。
同时，气相色谱并不能识别大部分的样品，而且并非样品中的所有物质都可以通过气相色谱检测出来。气相色谱真正能告诉分析者的，只是在某个时间有一种物质从色谱柱中被洗脱出来，而且检测器对它有响应。为了使结果变得更有意义，分析人员需要知道样品中可能含有什么成分，以及它们可能有怎么样的浓度。还有，一些低含量的物质可能因为与另一种高含量的物质同时被洗脱而无法在色谱图中表现出来。最后，分析人员还经常需要将未知样品的气相色谱结果与可能存在的物质的标准样品的分析结果进行比较。
气相色谱法-质谱联用仪可以很好地改善这种混淆不清的状况，因为质谱仪可以识别出各组分的相对分子质量。不过，要很好地完成这些工作，同样需要时间与技巧。
类似地，绝大部分的气相色谱分析并不是简单的按键操作。你不能简单地将样品瓶放在自动采样器的托盘上，然后按一个按钮，让计算机告诉你关于样品的所有信息。根据被分析的物质，分析人员需要小心选择一套合适的操作程序。
不过也要承认，在对相似样品的大量重复性分析之中，简单的按键操作是存在的。这包括化工生产中的分析，也包括为了确定样品中被测物的平均含量而对同一实验获得的20个样品的分析等等。不过，那些书籍，电影与电视节目中的研究性工作绝对不属于这种情况。
参见
*薄层色谱
*分析化学
*色谱
*气相色谱法-质谱联用
*导热测气计
*标准加入法
*未消解复杂混合物
参考文献
外部链接
*[https://web.archive.org/web/20170626031236/http://sz-thermo.com/ 气相色谱仪]
*
*[https://web.archive.org/web/20181102050208/http://gchelp.tk/ 气相色谱帮助站]
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