頂空進(jìn)樣-氣相色譜技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

朱春 周小光

摘 要：經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，氣相色譜技術(shù)作為一種重要的分離、分析手段同樣發(fā)展迅速。本文主要闡釋了頂空進(jìn)樣-氣相色譜技術(shù)的概念及其研究進(jìn)展，期望讀者通過閱讀能夠?qū)斂者M(jìn)樣器與氣相色譜聯(lián)用技術(shù)有所認(rèn)知，對(duì)頂空進(jìn)樣-氣相色譜技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步有所展望。

關(guān)鍵詞：氣相色譜;頂空進(jìn)樣;研究進(jìn)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.194

1 引言

隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)于生活質(zhì)量要求的不斷提高，食品、藥品安全及生存環(huán)境等問題越發(fā)得到人們的重視，如何能夠快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)這些問題并找到其中的根源對(duì)現(xiàn)代分離、分析技術(shù)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。氣相色譜技術(shù)自上世紀(jì)五十年代出現(xiàn)并作為重要的分離、分析技術(shù)，至今仍然得到最為廣泛的應(yīng)用，并且隨著新領(lǐng)域拓展和技術(shù)創(chuàng)新的層出不窮，該技術(shù)得到了不斷地發(fā)展和完善。頂空進(jìn)樣器的發(fā)明就是氣相色譜技術(shù)鮮明的發(fā)展標(biāo)志，頂空進(jìn)樣的方法省去了繁雜的樣品前處理過程使得氣相色譜技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品的分析變得更加快速、準(zhǔn)確，并且得到了廣泛的應(yīng)用。

2 氣相色譜法概述

氣相色譜法作為一種重要的分離、分析技術(shù)，主要利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異、極性大小及吸附性強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)各個(gè)組分的分離。具體過程是以惰性氣體作為流動(dòng)相來提供動(dòng)力，以活性較強(qiáng)、相對(duì)比表面積較大的吸附劑來充當(dāng)固定相，利用固定相與被分離各組分的分配系數(shù)差別和滯留時(shí)間的不同，從而達(dá)到對(duì)多種組分的完全分離。在不同組分得到分離之后，按照相應(yīng)的分離順序和濃度參數(shù)按照一定比例轉(zhuǎn)化形成電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)混合物中不同組分的定量檢測(cè)。氣相色譜分為氣固色譜和氣液色譜兩種類型，二者主要的差異在于固定相的狀態(tài)不同，前者固定相為固態(tài)，后者固定相為液態(tài)。在日常的分析測(cè)試領(lǐng)域，氣固色譜的應(yīng)用較為廣泛。

3 頂空進(jìn)樣技術(shù)

在分析檢測(cè)一些混合物過程中，如果混合物中包含揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)，這時(shí)就需要一些傳統(tǒng)的人為處理方法如有機(jī)溶劑提取法或化合物溶解法對(duì)混合物進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)的提取，然后進(jìn)行氣相色譜檢測(cè)。而頂空進(jìn)樣舍去了繁雜的人為處理樣品的環(huán)節(jié)，只需要提取部分氣相物質(zhì)就能分析檢測(cè)揮發(fā)性的氣相組成而不受非揮發(fā)性組分的影響。頂空進(jìn)樣器就是專為氣相色譜分析技術(shù)在樣品前處理環(huán)節(jié)所發(fā)明的高效低成本的經(jīng)濟(jì)進(jìn)樣器。具有快速、高效、花費(fèi)少、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，在檢測(cè)固體藥品中殘留溶劑，地表水檢測(cè)有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)等方面具有廣泛的應(yīng)用。

4 氣相色譜的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用

氣相色譜法自上世紀(jì)五十年代出現(xiàn)以來，逐步發(fā)展成為一門重要的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，并獲得了諾貝爾獎(jiǎng)?，F(xiàn)代氣相色譜已經(jīng)發(fā)展成為一門新穎的學(xué)科，并且形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。伴隨著科技的進(jìn)步，氣相色譜技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用獲得了更好的應(yīng)用效果，因而有關(guān)氣相色譜的聯(lián)用技術(shù)逐漸發(fā)展起來并且受到了更多分析檢測(cè)領(lǐng)域工作人員的青睞，對(duì)于檢測(cè)的快速性及準(zhǔn)確性提出更高的要求，這也為氣相色譜的發(fā)展提供了未來的方向。目前，氣相色譜已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如在石油的檢測(cè)和分析中起到了重要的作用。石油中作為一種混合物，其所含不同組分的沸點(diǎn)、極性和吸附性都具有一定差異，氣相色譜就是利用這些差異實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物的分離進(jìn)行檢測(cè)。在一定程度上遏制了劣質(zhì)石油在市場(chǎng)上的存在，保證了人們的用油安全。同時(shí)氣相色譜在環(huán)境分析、固體廢物分析、飲用水分析、土壤和大氣污染分析等方面也應(yīng)用比較廣泛。在日常生活中食品安全直接關(guān)系著人們的生命健康安全，氣相色譜在食品分析領(lǐng)域分析檢測(cè)農(nóng)藥殘留、食品添加劑、香精香料方面有著極其重要的應(yīng)用。在醫(yī)藥分析領(lǐng)域，氣相色譜在血液中激素的分析、麻醉劑殘留分析、乙醇分析等方面都提供了快速的檢測(cè)分析方法。在中草藥的的人工培育過程中，藥農(nóng)一般會(huì)施加一些農(nóng)藥，氣相色譜技術(shù)也會(huì)在這方面進(jìn)行檢測(cè)，從而使得藥品的生產(chǎn)越來越規(guī)范，藥品的質(zhì)量合格率更高，在一定程度上促進(jìn)了我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥的發(fā)展。

5 頂空進(jìn)樣技術(shù)的應(yīng)用

頂空進(jìn)樣器就是氣相色譜與樣品前處理技術(shù)聯(lián)用所生產(chǎn)的典型的樣品前處理器，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頂空兩種方式。靜態(tài)頂空的方式就是將混合物放入一密閉的容器中，通過加熱升溫的方式使易揮發(fā)的組分揮發(fā)出來，從而達(dá)到氣-固或氣-液平衡。最后通過定量抽取氣體樣品來檢測(cè)原混合物中揮發(fā)組分的含量。該方法是一種較為理想的樣品前處理凈化方法，避免了揮發(fā)相提純過程中有機(jī)試劑的干擾和污染，同時(shí)具有高靈敏度高、高效率、快速分析等優(yōu)點(diǎn)，也保護(hù)了分析人員的健康，避免了對(duì)環(huán)境的污染。動(dòng)態(tài)頂空，又稱為吹掃捕集技術(shù)，它利用惰性氣體提供動(dòng)力將揮發(fā)性組分吹掃出來，然后通過捕集器將揮發(fā)組分進(jìn)行濃縮，最后送入氣相色譜進(jìn)行檢測(cè)。其應(yīng)用也較為廣泛，具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、平衡時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。

頂空進(jìn)樣技術(shù)所具有的多種優(yōu)點(diǎn)，使得其在醫(yī)藥分析領(lǐng)域，比如申琳等[1]將頂空色譜法應(yīng)用于檢測(cè)頭孢氨芐顆粒中乙醇的殘留量。以及環(huán)境分析領(lǐng)域，比如關(guān)昕[2]利用靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)環(huán)境水中丙烯酸丁酯殘留量的檢測(cè)。在以及工業(yè)分析領(lǐng)域，劉東方等通過頂空進(jìn)樣的方式利用氣相色譜檢測(cè)冰乙酸中碘甲烷的含量。綜上，可知頂空進(jìn)樣技術(shù)器已經(jīng)滲透在各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。

6 結(jié)束語

色譜技術(shù)經(jīng)過不斷發(fā)展已經(jīng)趨于完善，其分析和檢測(cè)的方法也較為成熟，但是科技的進(jìn)步將不斷地推動(dòng)色譜在這基礎(chǔ)上進(jìn)一步的創(chuàng)新，為氣相色譜提供更大的優(yōu)勢(shì)。頂空進(jìn)樣器技術(shù)也必將不斷地發(fā)展，為分析測(cè)試人員提供更加快速、更加靈敏、更加環(huán)保的分析檢測(cè)手段。相信未來，全新的色譜分析及其聯(lián)用技術(shù)會(huì)更好地服務(wù)于生活的各個(gè)領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]申琳，郝福，張艷俠，侯金才.頂空氣相色譜法測(cè)定頭孢氨芐顆粒中乙醇的殘留量[J].海峽藥學(xué)，2019，31（01）：52-53.

[2]關(guān)昕.靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定企業(yè)環(huán)境水中丙烯酸丁酯殘留量[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2018，24（04）：207-212.

作者簡(jiǎn)介：朱春（1987-），女，山東臨沂人，碩士，中級(jí)工程師，研究方向：精細(xì)化工。