氣相色譜分析的重要作用

閆澤　劉軍站

摘要：色譜技術(shù)是分離分析技術(shù)的代表，其具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是一種可定性、定量的分析技術(shù)。氣相色譜法是目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)類(lèi)型，其能夠完整地分析出相關(guān)物質(zhì)的程度，可以廣泛應(yīng)用于環(huán)保污染物分析、藥品質(zhì)量檢驗(yàn)分析、工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控等行業(yè)。文章從三個(gè)方面闡述了氣相色譜分析法的主要內(nèi)涵和重要作用。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法；環(huán)保污染物；藥品質(zhì)量檢驗(yàn)；工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控；色譜技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：O657 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.046

氣相色譜技術(shù)是一種具有高效能分離的分析技術(shù)，氣相色譜技術(shù)分析速度快、選擇性好，是目前應(yīng)用非常廣泛的一種分析技術(shù)。無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或者環(huán)境保護(hù)方面，氣相色譜技術(shù)都以其明顯的優(yōu)勢(shì)受到多個(gè)領(lǐng)域的青睞。氣相色譜技術(shù)能夠?qū)Νh(huán)境樣品進(jìn)行分析、對(duì)藥品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)、對(duì)食品中農(nóng)藥殘留進(jìn)行測(cè)定等。氣相色譜技術(shù)將隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，逐漸更新與升級(jí)，更好地參與到各個(gè)領(lǐng)域的檢驗(yàn)檢測(cè)工作中。

1 氣相色譜分析技術(shù)的基本內(nèi)涵

氣相色譜分析技術(shù)是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的，廣泛應(yīng)用于分離氣體和易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體及固體樣品，它本身具有的功能和特點(diǎn)，讓它迅速得到人們的青睞，直到今天，氣相色譜分析方法仍是人們使用的一種重要的分離分析方法。色譜分析方法的使用原理是利用不同物質(zhì)在兩種具有不同的分配系數(shù)、吸附系數(shù)或滲透性，在兩相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)行多次分配而實(shí)現(xiàn)分離，而在色譜分析方法中，流動(dòng)相為氣體的才叫氣相色譜。氣相色譜固定相有固體吸附和有機(jī)液體。其中固體吸附品種較少、重現(xiàn)性較差，主要用于分離永久性氣體和C1-C4低分子碳?xì)浠衔?。而氣液分配具有固定液純度高、色譜性能好、選擇范圍廣、品種多的優(yōu)勢(shì)，因此，目前大多數(shù)氣相色譜分析是氣液分配色譜。用于氣相色譜試樣進(jìn)行化學(xué)衍生處理，比如硅烷化法、酯化法、鹵化法、?；?、環(huán)化法等，可用以分析高沸點(diǎn)、強(qiáng)極性、腐蝕性以及不穩(wěn)定性。

2 氣相色譜分析法的主要特點(diǎn)

2.1 分離效率高

通常一根長(zhǎng)為1～2米的色譜柱，具有幾千個(gè)理論搭板的分離效率，有的長(zhǎng)色譜柱具有幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的理論搭板分離效率，可以分配系數(shù)很接近或極為復(fù)雜、難以分離的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)反復(fù)分配平衡，最后可達(dá)到精確分離。

2.2 選擇性高

氣相色譜分析具有選擇性高的特點(diǎn)，對(duì)性質(zhì)極為相似的烴類(lèi)異構(gòu)體、旋光異構(gòu)體、同位素等具有很強(qiáng)的分析能力。

2.3 應(yīng)用范圍廣

氣相色譜分析不僅可以分析氣體樣品，還可以分析氣化成氣體的液體品樣和固體品樣，不僅可以分析有機(jī)物，還可以分析無(wú)機(jī)物，因此，應(yīng)用范圍廣是它的一個(gè)特點(diǎn)，在化工、醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)藥、食品、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和自然科學(xué)研究都具有普遍的應(yīng)用。

2.4 分析速度快

氣相色譜分析法具有分析速度快的特點(diǎn)，通常一個(gè)試樣分析可在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)完成，快速的可在幾秒內(nèi)完成，在一些性質(zhì)很相似的試樣分析，可以一次進(jìn)樣。目前，隨著色譜分析技術(shù)不斷改進(jìn)和完善，色譜分析速度逐漸加快，一些先進(jìn)的色譜儀通常都帶有微處理機(jī)和自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)色譜操作和數(shù)據(jù)處理高速

度化。

2.5 靈敏度高

氣相色譜分析中具有高敏度檢測(cè)器，在各個(gè)領(lǐng)域的分析中都具有靈敏度高的特點(diǎn)，比如：在水質(zhì)分析中可檢測(cè)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為高數(shù)量級(jí)的鹵素、硫、磷化物；在集中式生活飲用地表水檢測(cè)中，可最低檢出限為0.05～0.00002mg/L，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值0.5～0.00012mg/L，達(dá)到分析評(píng)價(jià)要求。

3 氣相色譜分析技術(shù)的重要作用

3.1 氣相色譜分析應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)

氣相色譜分析方法在環(huán)境水和廢水分析中應(yīng)用廣泛，在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將氣相色譜分析檢測(cè)列為水中有機(jī)物的檢測(cè)分析的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，成為標(biāo)準(zhǔn)鑒定工具，在一些水中復(fù)雜、多組分有機(jī)物、痕量分析，使用氣相色譜分析是強(qiáng)有力的分析方法，在甲醛檢測(cè)氣相色譜檢測(cè)方法比酚試劑法具有很大優(yōu)勢(shì)，酚試劑法測(cè)定容易受到醛類(lèi)化合物干擾，存放時(shí)間短，穩(wěn)定時(shí)間短，檢測(cè)準(zhǔn)確性差，使用氣相色譜測(cè)定具有靈敏度高、分析速度快，衍生反應(yīng)在60℃的水中半分鐘即可完成。在空氣質(zhì)量檢測(cè)中，使用氣相色譜進(jìn)行全過(guò)程跟蹤式焦化廢水采樣方式，切實(shí)有效地檢測(cè)空氣質(zhì)量的其他指標(biāo)。

3.2 氣相色譜分析應(yīng)用于水質(zhì)檢測(cè)

氣相色譜分析方法和儀器經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)時(shí)間研制已經(jīng)趨于完善，在我國(guó)生活飲用水約有四分之三的檢測(cè)采用氣相色譜儀器進(jìn)行檢測(cè)。在水源中丙烯酰胺的測(cè)定使用乙醇乙酯萃取，用色譜柱分離，用GC-ECD測(cè)定，可以檢出0.015μg；水源水中環(huán)烷羧酸的測(cè)定是衍生后進(jìn)行氣相色譜分析，最低可以檢測(cè)濃度為0.01mg/L，衍生反應(yīng)在35℃的水中2分鐘即可完成。在污水處理的厭氧發(fā)酵過(guò)程中，選用不同的菌種產(chǎn)生不同的氣體，不同組分進(jìn)行不同條件的分析。新型溶膠凝膠柱具有耐高溫、分離效果佳、制作工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需將苯甲酸衍生化，避免了衍生過(guò)程造成的誤差。

3.3 氣相色譜分析應(yīng)用于食品檢測(cè)

氣相色譜分析可以檢測(cè)食品中有害物質(zhì)殘留，保障食品的質(zhì)量與安全。食品檢測(cè)通常進(jìn)行富馬酸二甲酯殘留量測(cè)定，是樣品中富馬酸二甲酯經(jīng)過(guò)提取凈化后，用附氫火焰離子檢測(cè)器的氣相色譜儀進(jìn)行分離測(cè)定，再與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量，用氣相色譜檢測(cè)方法可以檢測(cè)糧食、糕點(diǎn)、含水分少低脂類(lèi)固體食品，含脂肪較多的食品，也可以檢測(cè)水果類(lèi)，還可以檢測(cè)糧油和蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)。

3.4 氣相色譜分析在其他分析檢測(cè)中的應(yīng)用

氣相色譜分析除了環(huán)境檢測(cè)、水質(zhì)檢測(cè)、食品檢測(cè)的應(yīng)用，還廣泛應(yīng)用于純物質(zhì)中雜質(zhì)、環(huán)境污染、藥物有效成分、代謝物、刑事法醫(yī)鑒定、石油化工生產(chǎn)中痕量物質(zhì)檢測(cè)，還能對(duì)有毒有害有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)。在空氣、水質(zhì)、土壤和糧食嚴(yán)重污染的今天，有機(jī)污染物的檢測(cè)備受人們關(guān)注。常用的檢測(cè)方法不能檢測(cè)出多環(huán)芳烴、苯系物、PCB等強(qiáng)致癌物的狀況，使用氣相色譜分析方法對(duì)有機(jī)污染物檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、檢測(cè)準(zhǔn)確、易于推廣，目前在歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家、日本和我國(guó)在有機(jī)污染檢測(cè)的方法中，氣相色譜分析方法占80%

以上。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)歷了快速的發(fā)展時(shí)期，工業(yè)的高度發(fā)展給環(huán)境造成了一定的損害。在倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的時(shí)代，對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作尤為重要。氣相色譜法的廣泛應(yīng)用，就是從技術(shù)角度更好地分析和認(rèn)知污染物的存在，更真實(shí)地反映我們所處環(huán)境的現(xiàn)實(shí)情況。氣相色譜分析在多個(gè)領(lǐng)域的實(shí)踐能夠給予多種行業(yè)科學(xué)化、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)范化的整理，運(yùn)用高效的方法準(zhǔn)確地鑒定出物質(zhì)之間的狀態(tài)和反應(yīng)，更好地體現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)對(duì)物質(zhì)世界的影響作用。準(zhǔn)確良好地應(yīng)用氣相色譜分析技術(shù)，能夠?yàn)楝F(xiàn)代化生產(chǎn)和生活提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)參考。

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作者簡(jiǎn)介：閆澤（1987-），男，陜西人，供職于陜西煤化工技術(shù)工程中心有限公司，中級(jí)職稱(chēng)，碩士，研究方向：煤化工或氣相色譜分析。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）