簡(jiǎn)述色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域的應(yīng)用

牟志娟 許叢琳 李大文（日照安科檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)有限公司，山東 日照 276800）

色譜分析技術(shù)是20 世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一種有效的分析與分離技術(shù)，又稱(chēng)色層分析，簡(jiǎn)稱(chēng)層析。在化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，往往會(huì)出現(xiàn)許多不可避免的誤差，而色譜分析技術(shù)作為一種減小誤差的應(yīng)用技術(shù)，在化工分析領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力與實(shí)用性。

1 化工分析概述

化工分析技術(shù)是對(duì)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的分析，因?yàn)榛ぎa(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中，原料和產(chǎn)品會(huì)受到一系列外界因素的影響，其中的化學(xué)反應(yīng)就會(huì)差生一些誤差，而化工分析技術(shù)就會(huì)在一定程度上減少或杜絕這種誤差的產(chǎn)生。一般說(shuō)來(lái)，在化學(xué)原料和化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)中，其中的化學(xué)性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生變化，而化工技術(shù)就是對(duì)變化涉及到的化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并嚴(yán)格把控與檢測(cè)化工產(chǎn)物的質(zhì)量。儀器分析和定量分析是化工分析的常見(jiàn)手段，也是當(dāng)前比較常用的手段[2]。

2 色譜分析技術(shù)概述

色譜分析技術(shù)是一種依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)（溶解性、極性、離子交換能力、分子大小等）的不同的分析技術(shù)，當(dāng)流動(dòng)相攜帶樣品流經(jīng)固定相時(shí)，樣品各組分在兩相中不斷的重新分配，最終達(dá)到分離與提純，以便于對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，具體過(guò)程如圖1。在分類(lèi)上，常見(jiàn)的色譜分析法主要有兩種，即液相色譜分析法和氣相色譜分析法。

圖1 混合物在色譜柱中的分離過(guò)程示意圖

3 在化工領(lǐng)域應(yīng)用色譜分析技術(shù)的必要性

3.1 節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益

色譜分析技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)較為成熟，色譜分析技術(shù)可以應(yīng)用于化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)中，減少或避免化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，從而提高經(jīng)濟(jì)收益，另外，目前的色譜分析的設(shè)備也經(jīng)過(guò)了改良換代，較為成熟完善，無(wú)論在技術(shù)水平還是檢驗(yàn)水平上都有著準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。

3.2 加深材料認(rèn)識(shí)

按照分離原理，色譜分析可分為吸附、分配、空間排斥、離子交換、親和及手性色譜法等諸多類(lèi)別，從中可以看出色譜分析的全能性，因此在對(duì)材料的認(rèn)識(shí)上，可以更加全面的了解所檢測(cè)對(duì)象或者化工材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。并且對(duì)材料認(rèn)識(shí)的加深可以更進(jìn)一步了解到化工材料需要改進(jìn)的地方，為更加環(huán)保、無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)效益強(qiáng)的化工原材料的出現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

3.3 定量分析靈敏準(zhǔn)確

在色譜分析技術(shù)中，常用的就是氣相色譜分析和液相色譜分析，相對(duì)于氣相色譜分析，液相色譜分析的適用范圍較廣，但這兩種分析技術(shù)都能夠從樣品中精準(zhǔn)靈敏的檢測(cè)到化學(xué)物質(zhì)，并且對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分離與定量。能夠充分氣化的樣品適合氣相色譜分析，這類(lèi)樣品通常沸點(diǎn)較低、分子量較小，氣相色譜通過(guò)升溫程序和不同類(lèi)型的色譜柱對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)、分離、定量，且操作較為簡(jiǎn)單便利，過(guò)程和結(jié)果擁有高效、靈敏準(zhǔn)確等特點(diǎn)[3]

3.4 增強(qiáng)生產(chǎn)整體性

色譜分析法可以更好了解化工生產(chǎn)過(guò)程中的許多細(xì)節(jié)，例如化學(xué)物質(zhì)之間的反應(yīng)、反應(yīng)的結(jié)果等，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)流程有更好的了解，并且通過(guò)分析結(jié)果，企業(yè)可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題，推動(dòng)生產(chǎn)流程的高效快速發(fā)展。

4 色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用狀況

色譜分析可以對(duì)樣品進(jìn)行濃縮、分離、提純及測(cè)定。在多個(gè)領(lǐng)域都有色譜分析技術(shù)的應(yīng)用，例如石油、化工、食品、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、醫(yī)藥、冶金、地質(zhì)等，有需要分析的地方就會(huì)有色譜分析的影子。在色譜分析技術(shù)中，毛細(xì)血管電泳技術(shù)的發(fā)展尤為矚目，適用于氨基酸、核酸、肽及蛋白質(zhì)的分析，在細(xì)胞和病毒的分析上也頗有建樹(shù)。

4.1 檢測(cè)藥物殘留

在農(nóng)業(yè)上，色譜分析中的氣相色譜分析法可以對(duì)農(nóng)藥存留及其殘留量做出測(cè)定，可以檢測(cè)出氨基酸、激素和各種維生素等，另一方面，也可以對(duì)金屬離子進(jìn)行檢測(cè)，液相色譜分析法可以對(duì)農(nóng)藥和核酸進(jìn)行分析，包括一些金屬元素和無(wú)機(jī)離子。有利于降低我國(guó)農(nóng)作物對(duì)身體的危害性，保證國(guó)民健康。

4.2 檢測(cè)環(huán)境污染

氣相色譜分析法可以對(duì)大氣中含有的CO2，SO2，H2S，甲烷等進(jìn)行檢測(cè)分析。在短時(shí)間內(nèi)，色譜分析技術(shù)可以檢測(cè)到大氣中污染物的含量和類(lèi)型，為環(huán)境的整改提供數(shù)據(jù)依據(jù)[4]。

4.3 分析永久性氣體、烴類(lèi)液體

在石油化工行業(yè)，永久性氣體、烴類(lèi)液體是常見(jiàn)的原料和產(chǎn)物，色譜分析技術(shù)可以檢測(cè)永久性氣體、烴類(lèi)液體的密度和存留含量，完成對(duì)其的分析和分離。

4.4 藥物分析

醫(yī)學(xué)化工屬于化工行業(yè)，自然，色譜分析技術(shù)也可以應(yīng)用到醫(yī)學(xué)化工領(lǐng)域。通過(guò)色譜分析技術(shù)，相關(guān)人員可以完成對(duì)藥物物質(zhì)的定向與定量分析，可以幫助相關(guān)醫(yī)學(xué)人員優(yōu)化生產(chǎn)工藝，在藥物質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)上，色譜分析技術(shù)也可以利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)藥物質(zhì)量安全與標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)制構(gòu)建，推動(dòng)我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展。

4.5 檢測(cè)脂肪酸類(lèi)

在傳統(tǒng)的化學(xué)分析領(lǐng)域，比色法是傳統(tǒng)的檢測(cè)手法，但比色法存在著一些缺陷，例如可用范圍不足、可檢測(cè)范圍較狹窄等。色譜分析技術(shù)的出現(xiàn)恰好彌補(bǔ)了比色法的不足，在可檢測(cè)范圍與可用范圍上，色譜分析技術(shù)都展現(xiàn)出了強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，另外，色譜分析技術(shù)還具有檢測(cè)方便、檢測(cè)時(shí)間短、檢測(cè)精度高的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)樣品特征的分離定性，色譜分析技術(shù)可以加強(qiáng)對(duì)脂肪酸類(lèi)的檢測(cè)力度，有效掌握與了解有機(jī)物的降解與反應(yīng)情況，從而提高整個(gè)化工分析領(lǐng)域的分析手段。

5 如何做好色譜分析技術(shù)

色譜分析技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是分離效果好，設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作方便，方式方法多樣，適應(yīng)不同的需求，但其缺點(diǎn)是處理量小，即樣本要求精簡(jiǎn)，另外處理周期長(zhǎng)，操作具有不連續(xù)性，有的層析介質(zhì)價(jià)格昂貴。因此要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，主要有以下兩方面：

5.1 色譜柱選擇

色譜柱分為填充柱與開(kāi)管柱兩大類(lèi)，在選擇上，液相色譜分析往往采用填充柱。不同的分析對(duì)象要采用不同長(zhǎng)度的色譜柱，一般10～30cm左右的柱長(zhǎng)就能適用于復(fù)雜混合物的分析需要，相關(guān)工作人員要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的色譜柱。

5.2 提高色譜分析儀器的質(zhì)量

色譜分析技術(shù)由于分類(lèi)眾多，不同的分析儀器只能分析特定的化學(xué)物質(zhì)。目前在我國(guó)，不少色譜分析儀器的生產(chǎn)企業(yè)水平較低，設(shè)備質(zhì)量得不到保證，比如同廠同型號(hào)的設(shè)備標(biāo)色不一，同一儀器背板螺絲型號(hào)錯(cuò)位等，溫度傳感器在使用過(guò)程中存在脫落失靈情況等。國(guó)家要高度關(guān)注色譜分析儀的生產(chǎn)問(wèn)題，出臺(tái)相關(guān)生產(chǎn)規(guī)定，對(duì)于一些重要儀器和設(shè)備材料，標(biāo)出規(guī)格和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。另外，企業(yè)也要將質(zhì)量放在首位，拒絕生產(chǎn)劣質(zhì)產(chǎn)品。最后相關(guān)人員在購(gòu)買(mǎi)色譜分析儀器時(shí)，要擦亮雙眼，認(rèn)真辨別。

6 結(jié)語(yǔ)

色譜分析技術(shù)中所用來(lái)分離物質(zhì)與檢測(cè)的設(shè)備一般是氣相色譜儀和液相色譜儀，在種類(lèi)和型號(hào)上，兩種儀器各有不同。在分離效果上，色譜分析儀具有分析速度快、樣品用量少、靈敏度高等特點(diǎn)。另外，針對(duì)色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域的現(xiàn)狀，相關(guān)工作人員要認(rèn)真選擇合適的儀器，相關(guān)儀器生產(chǎn)廠家應(yīng)注意色譜分析儀器的質(zhì)量，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)色譜分析技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在化工分析領(lǐng)域，色譜技術(shù)的應(yīng)用要注意多方面的問(wèn)題。相信在未來(lái)，我國(guó)的色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域會(huì)更有突破。