秦青青 吳曉燕 謝思思 楊貴金 宮萬華

摘要：經(jīng)濟的迅速發(fā)展不僅促進了科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，同時隨著科學(xué)體系的進一步完善，氣相色譜技術(shù)就是眾多先進技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛地一種。就氣相色譜技術(shù)的發(fā)展以及實際應(yīng)用進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：氣相色譜技術(shù);應(yīng)用;研究進展

氣相色譜技術(shù)是現(xiàn)代儀器分析的重要研究領(lǐng)域之一，由于其獨特、高效、快速的分離特性，已成為物理、化學(xué)分析不可缺少的重要工具。進入21世紀(jì)以來，氣相色譜技術(shù)的發(fā)展已漸趨成熟，基礎(chǔ)性的創(chuàng)新成果十分有限，但技術(shù)性的進步一直在進行著，尤其是與行業(yè)相關(guān)的應(yīng)用性研究仍然十分恬躍，以微柱閥切換、專用色譜柱和自控技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的各類試樣預(yù)處理系統(tǒng)和專用分析系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化與商品化結(jié)果，使得這些新技術(shù)和新方法的應(yīng)用變得越來越便利。目前，氣相色譜技術(shù)已在石油、化工、環(huán)保、藥物等方面有廣泛應(yīng)用。

1?氣相色譜技術(shù)的原理

色譜法又叫層析法，它是一種物理分離技術(shù)。它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進行，其中一相是不動的，叫做固定相，另一相則是推動混合物流過此固定相的流體，叫做流動相。當(dāng)流動相中所含的混合物經(jīng)過固定相時，就會與固定相發(fā)生相互作用。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的不同，相互作用的大小強弱也有差異。因此在同一推動力作用下，不同組分在固定相中的滯留時間有長有短，從而按先后秩序從固定相中流出，這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù)，稱為色譜分離技術(shù)或色譜法。當(dāng)用液體作為流動相時，稱為液相色譜，當(dāng)用氣體作為流動相時，稱為氣相色譜。氣相色譜的分離原理是利用不同物質(zhì)在兩相問具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)兩相作相對運動時，試樣的各組分就在兩相中經(jīng)反復(fù)多次地分配，使得原來分配系數(shù)只有微小差別的各組分產(chǎn)生很大的分離效果，從而將各組分分離開來[1-4]。然后再進入檢測器對各組分進行鑒定。

2 氣相色譜系統(tǒng)的組成

氣相色譜系統(tǒng)組成包括氣源、進樣系統(tǒng)、氣路控制系統(tǒng)、色譜分離系統(tǒng)、檢測器、記錄儀表、溫度控制器、檢測器電路等。

氣源一般采用高壓氣瓶，常用有：H2、N2、He、空氣等氣體鋼瓶;也可采用氣體發(fā)生器，如氫氣發(fā)生器、氮氣發(fā)生器、無油空氣泵等。進樣系統(tǒng)可根據(jù)不同的分析要求和不同的進樣器內(nèi)襯確定。對于氣體樣品，最好采用六通閥進樣，可獲得良好的進樣重復(fù)性;做高純Ar分析，最好采用特殊設(shè)計的進樣壓力調(diào)節(jié)氣體進樣系統(tǒng);液體樣品采用微量注射器進樣;固體樣品采用裂解爐與脈沖爐配合使用。氣路控制系統(tǒng)由開關(guān)閥、穩(wěn)壓閥、針型閥、切換閥和氣阻、壓力表、流量計等組成。色譜分離系統(tǒng)主要是指色譜柱，它是解決樣品組分分離的關(guān)鍵，色譜柱分為填充柱和毛細(xì)管柱兩大類。檢測器是將樣品中的化學(xué)組分轉(zhuǎn)化為電訊號，實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)移的檢測裝置，其靈敏度和穩(wěn)定性關(guān)系到整個儀器的性能。記錄儀表包括有記錄儀和數(shù)據(jù)處理機兩大類，后者有專用機和PC機發(fā)展出來的色譜工作站。溫度控制器有恒溫控制和程序升溫控制兩種方式，它是保證進樣器、色譜柱、檢測器能在正常溫度條件下工作的基本元件。檢測器電路是各種類型的檢測器必須配備的控制及檢測電路，用來實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換。

3 氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在石化分析中的應(yīng)用

徐廣通等對基于汽油單體烴分析的各類物性數(shù)據(jù)的計算進行了研究，提出了一套新的辛烷值計算方法，對一些具有加和性的物性參數(shù)，如：密度、蒸氣壓、折光等也進行了預(yù)測。且進一步推出了一套可用于SOA和苯含量分析的雙柱箱、雙氣路多維色譜系統(tǒng)，并進行了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。由于較好地解決了烯烴捕集阱對烯烴的選擇性保留和定量解析等困難，所開發(fā)的專用分析系統(tǒng)和方法有很好的應(yīng)用前景。楊永壇等建立了汽油餾分、煤/柴油餾分中各種硫化物類型分布的GC—AED分析方法，采用一非極性色譜柱，可對汽油餾分中的80多個硫化物、柴油餾分中的130多個硫化物進行檢測，并開發(fā)了相應(yīng)的分析軟件。

3.2 在環(huán)境分析中的應(yīng)用

環(huán)境中多氯聯(lián)苯（PCIN）、氯化硼烷和氯化莰烯的分析對分析化學(xué)家具有很大的挑戰(zhàn)性。PCBs共有209個氯代聯(lián)苯化合物，僅150個在商用產(chǎn)品中出現(xiàn)。大連物化所得許國旺等用GCxGC與TOF.MS飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用表征卷煙主流煙氣中的酚類化合物，初步鑒定出250個酚類化合物，包括66個烷基苯酚、47個烯基苯酚、57個萘酚、1 7個苯基苯酚、32個甲氧基苯酚、9個酚酮和15個酚醛化合物。劉文民等對水中的正構(gòu)烷烴以及農(nóng)藥污染物進行了分析，結(jié)果表明所設(shè)計的In—tube和SPME—GC接口裝置中微三通的引入避免了解吸下來的分析物經(jīng)過六通閥而造成殘留，同時還避免了高溫六通閥的使用，從而降低了新裝置的成本，適宜水體中有機污染物的分析;SBSE方法中攪拌棒的制作方法可靠，重復(fù)性好，熱解吸裝置中傳輸線的加熱由氣相色譜進樣口完成，操作簡單。

3.3 在生物藥劑學(xué)研究分析中的應(yīng)用

根據(jù)國際奧委會醫(yī)學(xué)委員會的要求，體育運動中的興奮劑檢測唯一能用作確認(rèn)的儀器是GC～Ms。段宏瑾等采用氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)對此藥進行了研究。實驗發(fā)現(xiàn)，PEN原藥在尿中的代謝很快，2 h后的尿中已檢測不到，因而檢測其代謝物十分重要。在實驗中共檢出了6種代謝產(chǎn)物，其中有5種在72 h的尿中仍能檢出。大大增加了檢測的可靠性。與此同時，還建立了血中PEN的檢測方法。此方法現(xiàn)已用于對運動員興奮劑的檢查。

3.4 在白酒分析中的應(yīng)用

白酒的主要成分是乙醇和水（占總量的98%～99%），而溶于其中的醇、醛、酸、酯等眾多有機化合物（占總量的1%～2%）作為白酒的呈香呈味物質(zhì)，卻決定著白酒的質(zhì)量和風(fēng)格。因此，氣相色譜分析在白酒的質(zhì)量監(jiān)控上起著關(guān)鍵作用。

4 結(jié)論

隨著氣相色譜技術(shù)研究的不斷深入及應(yīng)用領(lǐng)域的日趨廣泛，使其朝著靈敏度更高、選擇性更高、更方便快捷的方向發(fā)展，不斷推出新的方法來解決可能遇到的新的分析難題。其發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）滿足各種應(yīng)用需求的專用色譜柱的開發(fā)。高選擇性和壽命、低應(yīng)用成本及齊全規(guī)格尺寸是對這類色譜柱的基本要求。（2）針對各類具體需求開發(fā)的與標(biāo)準(zhǔn)分析方法相配套的專用分析系統(tǒng)的普遍應(yīng)用。小型（芯片化、模塊化）、快速、可靠和自動化、網(wǎng)絡(luò)化將是這類專用系統(tǒng)的主要技術(shù)特征。（3）基于各類應(yīng)用系統(tǒng)或分析方法開發(fā)的專用分析軟件也是一個值得關(guān)注的方向。專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程技術(shù)支持性能將是對這類應(yīng)用軟件的基本要求。

參考文獻：

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