氣象色譜的升級(jí)應(yīng)用

王新昕

摘 要：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)的科學(xué)事業(yè)不斷前進(jìn)。氣象色譜技術(shù)在現(xiàn)代儀器分析領(lǐng)域中占有重要地位，在我國(guó)很多領(lǐng)域中都發(fā)揮了重要的作用。氣象色譜分析技術(shù)用其獨(dú)有的高效，快速的分離特點(diǎn)，成為物理實(shí)驗(yàn)，化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中的重要分析工具。今后，在我國(guó)眾多的領(lǐng)域中，氣象色譜分析的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，其發(fā)展空間和市場(chǎng)前景都時(shí)分廣闊，同時(shí)，隨著科技的不斷進(jìn)步，氣象色譜技術(shù)的準(zhǔn)確度也隨之提高，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展，企業(yè)科研都有非常重要的作用。文章就氣象色譜的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用及今后的發(fā)展方向進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討，希望對(duì)氣象色譜研究工作有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：氣象色譜；發(fā)展；應(yīng)用

進(jìn)入二十一世紀(jì)，氣象色譜研究技術(shù)的發(fā)展逐漸走向成熟，在技術(shù)發(fā)展上取得了一定的進(jìn)步，但是氣象色譜的應(yīng)用并沒(méi)有更多的創(chuàng)新。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善，企業(yè)發(fā)展和工業(yè)研究都離不開(kāi)儀器分析，氣象色譜如果可以在技術(shù)上和應(yīng)用上都有相應(yīng)的提高，就可以找到更廣闊的發(fā)展空間。

1 氣象色譜分析簡(jiǎn)介

氣象色譜分析的使用已經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)的歷史，茨維特1903年發(fā)現(xiàn)色譜，馬丁和辛格在1941年提出了新的關(guān)于色譜分析的理論，1952年，二人因發(fā)明了氣-液色譜獲得當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1952年起，世界上首次建立了用氣液色譜法，以氣象色譜分析檢測(cè)為代表，在生產(chǎn)和應(yīng)用上已經(jīng)有一定的規(guī)模，而且有了比較豐富的分析經(jīng)驗(yàn)。其中，氣象色譜分析法因?yàn)槠浞治鏊俣瓤?，分離效能較其他分析儀器較高，選擇性較好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被企業(yè)科研和工業(yè)研究廣泛應(yīng)用在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)，物理分析，藥物檢測(cè)，食品農(nóng)藥殘留及工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)等諸多領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，氣象色譜技術(shù)也不斷更新，新的儀器，新的檢測(cè)方法和數(shù)據(jù)分析法都得到了廣泛的使用。

氣象色譜分析法不僅自身發(fā)展快，同其他科研技術(shù)聯(lián)合使用，是近幾年氣象色譜發(fā)展的主要方向，主要是同質(zhì)譜和光譜聯(lián)合使用，還有化學(xué)和計(jì)算機(jī)聯(lián)用等等。氣象色譜分析是將復(fù)雜的混合物進(jìn)行分離的比較有效的工具。但是，氣象色譜不是萬(wàn)能的，它不能對(duì)未知物進(jìn)行鑒定，而質(zhì)譜和光譜等可以對(duì)未知物進(jìn)行鑒定，但是又要被分析物不能是復(fù)雜的混合物。所以，將氣象色譜同其他分析法一同使用是分析復(fù)雜混合物中未知物部分的有效工具。將氣象色譜分析同其他分析法連用，可以有效免除分析過(guò)程中收集冷卻等繁瑣的步驟，這樣不僅可以降低分析時(shí)間，同樣可以減少物品的消耗。

2 氣象色譜的普遍應(yīng)用

2.1 石油石化工業(yè)分析應(yīng)用

在石油和石化兩個(gè)工業(yè)中，氣象色譜分析技術(shù)的應(yīng)用是最廣泛的，其分析應(yīng)用范圍包括了石油的勘探、加工和是有產(chǎn)品的智聯(lián)檢測(cè)等等。氣象色譜分析技術(shù)在石油和石化工業(yè)得到研究人員的普遍歡迎，因?yàn)闅庀笊V分析突出的分析技術(shù)以及良好的性價(jià)比，在目前來(lái)看，沒(méi)有任何分析技術(shù)可以與之相媲美。

石化研究分析的范圍內(nèi)，氣象色譜分析技術(shù)表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，符合標(biāo)準(zhǔn)的商品化軟件和氣象色譜分析系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，這也成為氣象色譜技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的主要標(biāo)志。在今后的發(fā)展中，氣象色譜在石化工業(yè)的應(yīng)用將更加廣泛。

2.2 環(huán)境分析應(yīng)用

氣象色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用主要有三方面，空氣，水和土壤的監(jiān)測(cè)。氣象色譜對(duì)空氣分析檢測(cè)主要包括空氣中的顆粒物和氣溶膠污染物以及空氣中其他有害氣體進(jìn)行檢測(cè)分析?？諝庵械奈廴疚镏饕嵌喹h(huán)芳烴，酚類和金屬物，氣象色譜對(duì)這些有害物質(zhì)可以進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)分析。對(duì)水環(huán)境的檢測(cè)，氣象色譜也能起到分析檢測(cè)的作用。水污染物中可以包含可溶性氣體，烴類物質(zhì)以及城市中排放的其他有害物質(zhì)。對(duì)土質(zhì)檢測(cè)，氣象色譜分析可以檢測(cè)出礦物質(zhì)，微生物和有害物質(zhì)。其中，有害物質(zhì)有可以測(cè)定出腐殖酸，亞硝胺，多氯聯(lián)苯等有害物質(zhì)和重金屬污染。

2.3 農(nóng)藥檢測(cè)分析

農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中需要分撒農(nóng)藥進(jìn)行一些必要的防護(hù)措施，但是，隨著中國(guó)加入世貿(mào)組織，我國(guó)出口農(nóng)產(chǎn)品以及國(guó)內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問(wèn)題一直困擾著消費(fèi)者，同時(shí)，消費(fèi)者對(duì)食品安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，其中，農(nóng)產(chǎn)品用藥殘留問(wèn)題是主要被關(guān)注問(wèn)題。農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)過(guò)程中，需要使用很多除草劑，生長(zhǎng)劑，殺蟲(chóng)劑等多種農(nóng)藥。這些農(nóng)藥停留在農(nóng)產(chǎn)品中，使得農(nóng)產(chǎn)品及一部分的畜牧產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)。所以，氣象色譜對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)非常重要。經(jīng)試驗(yàn)研究證明，氣象色譜法的檢測(cè)準(zhǔn)確率高，精密度比較均勻，可以滿足農(nóng)藥殘留分析檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，氣象色譜分析的靈敏度較高，分離能力強(qiáng)，易操作，被研究人員廣泛使用。

2.4 食品成分分析

食物是人類必須品，也是維護(hù)國(guó)家穩(wěn)定繁榮的基礎(chǔ)。食品安全始終是我國(guó)乃至全世界最關(guān)注的問(wèn)題之一。氣象色譜分析檢測(cè)不僅可以分析食物中的營(yíng)養(yǎng)成分，同樣可以分析出食品中的有害成分。及時(shí)發(fā)現(xiàn)有害成分，可以最大限度降低食品對(duì)消費(fèi)者的傷害[1]。

3 氣象色譜的升級(jí)應(yīng)用

氣相色譜發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為一門(mén)非常成熟的分析技術(shù)，但科學(xué)家及相關(guān)企業(yè)對(duì)氣相色譜的研究仍然沒(méi)有停止。近年來(lái)，氣相色譜出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，主要有快速氣相色譜、微型氣相色譜、多維氣相色譜等。

快速氣相色譜就是分析速度更快的氣相色譜法。傳統(tǒng)氣相色譜法的分析速度雖然較快，但對(duì)于復(fù)雜成分的分離如石油的模擬蒸餾等，仍需較長(zhǎng)的時(shí)間。因此，許多色譜工作者致力于研究快速氣相色譜技術(shù)?？焖贇庀嗌V主要通過(guò)以下幾種途徑加快分析速度： 使分離度最小化； 提高色譜系統(tǒng)的選擇性； 在保證分離度恒定的條件下縮短分離時(shí)間。因此，快速氣相色譜對(duì)儀器的要求比普通氣相色譜更高。

快速氣相色譜在分離復(fù)雜混合物如藥物、環(huán)境樣品、石油工業(yè)樣品、環(huán)境分析樣品等有十分重要的作用。氣相色譜儀雖然具有強(qiáng)大的分析能力，但由于體積大、功耗高等原因，在野外分析或航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。氣相色譜微型化有兩種思路： 一是將常規(guī)儀器按比例小型化，做成便攜式氣相色譜儀； 二是用高科技制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)元件的微型化，如將檢測(cè)器、進(jìn)樣口和色譜柱微刻在硅片上，做成類似于集成電路的儀器。此外，微型氣相色譜儀還能應(yīng)用于有毒氣體的快速分析，煙氣中乙醛的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，未知廢物的監(jiān)測(cè)等。近年來(lái)，隨著技術(shù)的改進(jìn)以及研究人員的增加，微型氣相色譜技術(shù)的發(fā)展很快，前景很好。

傳統(tǒng)一維氣相色譜使用一根色譜柱，雖然分離能力較強(qiáng)，但對(duì)一些成分非常復(fù)雜的混合物還是難以實(shí)現(xiàn)有效的分離。因此，使用多根色譜柱共同分離混合物的多維氣相色譜技術(shù)得到廣泛關(guān)注。理論上，多維分離技術(shù)可以從二維到六維，但目前實(shí)際研究和應(yīng)用的多為二維分離技術(shù)。二維氣相色譜分為兩種，一種是部分二維氣相色譜，也就是我們通常說(shuō)的二維氣相色譜，它是將第一根色譜柱上分離后的有關(guān)餾分以中心切割法轉(zhuǎn)至第二根色譜柱上進(jìn)行再分離。另一種是全二維氣相色譜，它是把分離機(jī)理不同而又互相獨(dú)立的兩支色譜柱以串聯(lián)方式結(jié)合成二維氣相色譜[2]。

4 結(jié)束語(yǔ)

氣象色譜分析技術(shù)具有分析速度快，準(zhǔn)確度高等許多優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)眾多產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，同時(shí)，應(yīng)用范圍波及到人們的日常生活，和人們的生活息息相關(guān)。未來(lái)的氣象色譜技術(shù)主要朝向儀器縮小，更加簡(jiǎn)單精密，同時(shí)具備高性能的方向發(fā)展，普遍提高氣象色譜的方便快捷性，靈敏準(zhǔn)確性。這樣，氣象色譜技術(shù)的應(yīng)用以及同其他分析技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用都會(huì)得到更廣泛的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李洋.氣相色譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010.

[2]曹環(huán)禮.氣相色譜技術(shù)的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].廣東化工，2009.