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氣相色譜儀是以氣體作為流動相（載氣）。當樣品由微量注射器“注射"進入進樣器后，被載氣攜帶進入填充柱或毛細管色譜柱。由于樣品中各組分在色譜柱中的流動相（氣相）和固定相（液相或固相）間分配或吸附系數的差異，在載氣的沖洗下，各組分在兩相間作反復多次分配使各組分在柱中得到分離，然后用接在柱后的檢測器根據組分的物理化學特性將各組分按順序檢測出來。
檢測器對每個組分所給出的信號，在記錄儀上表現為一個個的峰，稱為色譜峰。色譜峰上的極大值是定性分析的依據，而色譜峰所包羅的面積則取決于對應組分的含量，故峰面積是定量分析的依據。一個混合物樣品注入后，由記錄儀記錄得到的曲線，稱為色譜圖。分析色譜圖就可以得到定性分析和定量分析結果。
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