长篇讲解气相色谱技术现状及发展 以及顶空进样

作者:冉盛网 时间:2019-08-09 10:35:24

  随着社会的经济发展, 人们对于生活质量要求的不断提高, 食品、药品安全及生存环境等问题越发得到人们的重视, 如何能够快速准确地发现这些问题并找到其中的根源对现代分离、分析技术提出了更高的要求和挑战。气相色谱仪技术自上世纪五十年代出现并作为重要的分离、分析技术, 至今仍然得到最为广泛的应用, 并且随着新领域拓展和技术创新的层出不穷, 该技术得到了不断地发展和完善。顶空进样器的发明就是气相色谱技术鲜明的发展标志, 顶空进样的方法省去了繁杂的样品前处理过程使得气相色谱技术对于产品的分析变得更加快速、准确, 并且得到了广泛的应用。


  
  2 气相色谱法概述
  
  气相色谱法作为一种重要的分离、分析技术, 主要利用不同物质的沸点差异、极性大小及吸附性强弱来实现各个组分的分离。具体过程是以惰性气体作为流动相来提供动力, 以活性较强、相对比表面积较大的吸附剂来充当固定相, 利用固定相与被分离各组分的分配系数差别和滞留时间的不同, 从而达到对多种组分的完全分离。在不同组分得到分离之后, 按照相应的分离顺序和浓度参数按照一定比例转化形成电信号, 从而实现混合物中不同组分的定量检测。气相色谱分为气固色谱和气液色谱两种类型, 二者主要的差异在于固定相的状态不同, 前者固定相为固态, 后者固定相为液态。在日常的分析测试领域, 气固色谱的应用较为广泛。
  
  3 顶空进样技术

  
  在分析检测一些混合物过程中, 如果混合物中包含挥发性和非挥发性物质, 这时就需要一些传统的人为处理方法如有机溶剂提取法或化合物溶解法对混合物进行挥发性物质的提取, 然后进行气相色谱检测。而顶空进样舍去了繁杂的人为处理样品的环节, 只需要提取部分气相物质就能分析检测挥发性的气相组成而不受非挥发性组分的影响。顶空进样器就是专为气相色谱分析技术在样品前处理环节所发明的高效低成本的经济进样器。具有快速、高效、花费少、自动化程度高等特点, 在检测固体药品中残留溶剂, 地表水检测有机挥发性物质等方面具有广泛的应用。
  
  4 气相色谱的发展现状与应用
  
  气相色谱法自上世纪五十年代出现以来, 逐步发展成为一门重要的科学技术领域, 并获得了诺贝尔奖。现代气相色谱已经发展成为一门新颖的学科, 并且形成了一定的产业规模。伴随着科技的进步, 气相色谱技术与其他技术联用获得了更好的应用效果, 因而有关气相色谱的联用技术逐渐发展起来并且受到了更多分析检测领域工作人员的青睐, 对于检测的快速性及准确性提出更高的要求, 这也为气相色谱的发展提供了未来的方向。目前, 气相色谱已经广泛地应用于多种领域, 如在石油的检测和分析中起到了重要的作用。石油中作为一种混合物, 其所含不同组分的沸点、极性和吸附性都具有一定差异, 气相色谱就是利用这些差异实现对混合物的分离进行检测。在一定程度上遏制了劣质石油在市场上的存在, 保证了人们的用油安全。同时气相色谱在环境分析、固体废物分析、饮用水分析、土壤和大气污染分析等方面也应用比较广泛。在日常生活中食品安全直接关系着人们的生命健康安全, 气相色谱在食品分析领域分析检测农药残留、食品添加剂、香精香料方面有着极其重要的应用。在医药分析领域, 气相色谱在血液中激素的分析、麻醉剂残留分析、乙醇分析等方面都提供了快速的检测分析方法。在中草药的的人工培育过程中, 药农一般会施加一些农药, 气相色谱技术也会在这方面进行检测, 从而使得药品的生产越来越规范, 药品的质量合格率更高, 在一定程度上促进了我国传统中医药的发展。
  
  5 顶空进样技术的应用
  
  顶空进样器就是气相色谱与样品前处理技术联用所生产的典型的样品前处理器, 分为静态和动态顶空两种方式。静态顶空的方式就是将混合物放入一密闭的容器中, 通过加热升温的方式使易挥发的组分挥发出来, 从而达到气-固或气-液平衡。最后通过定量抽取气体样品来检测原混合物中挥发组分的含量。该方法是一种较为理想的样品前处理净化方法, 避免了挥发相提纯过程中有机试剂的干扰和污染, 同时具有高灵敏度高、高效率、快速分析等优点, 也保护了分析人员的健康, 避免了对环境的污染。动态顶空, 又称为吹扫捕集技术, 它利用惰性气体提供动力将挥发性组分吹扫出来, 然后通过捕集器将挥发组分进行浓缩, 最后送入气相色谱进行检测。其应用也较为广泛, 具有灵敏度高、重现性好、平衡时间短等优点。
  
  顶空进样技术所具有的多种优点, 使得其在医药分析领域, 比如申琳等[1]将顶空色谱法应用于检测头孢氨苄颗粒中乙醇的残留量。以及环境分析领域, 比如关昕[2]利用静态顶空-气质联用技术应用于企业环境水中丙烯酸丁酯残留量的检测。在以及工业分析领域, 刘东方等通过顶空进样的方式利用气相色谱检测冰乙酸中碘甲烷的含量。综上, 可知顶空进样技术器已经渗透在各个领域, 应用非常广泛。
  
  6 结束语

  
  色谱技术经过不断发展已经趋于完善, 其分析和检测的方法也较为成熟, 但是科技的进步将不断地推动色谱在这基础上进一步的创新, 为气相色谱提供更大的优势。顶空进样器技术也必将不断地发展, 为分析测试人员提供更加快速、更加灵敏、更加环保的分析检测手段。相信未来, 全新的色谱分析及其联用技术会更好地服务于生活的各个领域。