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气相色谱的应用分析

来源:   编辑:   时间:2012-12-08  

    随着科学技术的发展,气相色谱法作为一种新型分离分析技术被迅速发展起来,它是一种高 效能、选择性好、灵敏度高、应用广泛的仪器分析方法。 关键词:气相色谱;应用气相色谱概述:

  气一液色谱法诞生五十多年以来,气相色谱理论和技术 都有了长足的进步。色谱柱由气一液、气一固色谱填充柱很 快发展为毛细管柱,多种高灵敏度和选择性检测器的发展使 气相色谱的使用范围不断扩大,食品分析技术也随之发生了 革命性的变化,尤其是60年代气相色谱一质谱联用仪的产 生,有效弥补了气相色谱在定性分析方面特异性差的弱点, 使得气相色谱技术在复杂基质样品分析中有了突破性进展。

  据报道,现有的气相色谱检测器约50余种。1952年 James和Martin创立气一液色谱法的同时,使用了第一个气 相色谱检测器一接在填充柱出口的一个滴定装置来检测脂 肪酸的分离,用滴定溶液体积对时间作图,得到积分色谱图。 以后他们又发明了气体密度天平。1954年Rya提出热导计, 开创了现代气相色谱检测器时代。19?年wcwillian和 Harley同时发明了 F.,Lovelock发明了氢电离检测器(FID), 使检测器的灵敏度提高了 2 一 3个数量级。20世纪60和70 年代,由于环境科学等学科的发展,提出了痕量分析的要求, 一些高灵敏度、高选择性的检测器陆续出现。1960年 Loveofkc又提出了电子捕获检测器(ECD); 1966年Bordy 等发明了火焰光度检测器(FPo)i;1974年Kolb和BKcho畔是 出了 Npo,等等。20世纪50年代,由于弹性石英毛细管柱 的快速广泛应用和计算机技术的发展,使TCD、FID、ECD 和砷D的灵敏度和稳定性均有很大提高。同时,出现了化 学发光检测器(CLD),以及一批用于化合物的组成和结构分 析的联用仪器,如傅立叶变换红外光谱(FTIR)、质量选择检 测器(MSD)和原子发射检测器(AED)逐渐成为常规使用的检 测器。尤其是20世纪90年代以来,由于电子技术、计算机 和软件的飞速发展使MSD生产成本和复杂性下降,稳定性 和耐用性加强,目前已成为最通用的气相色谱检测器。 2
气相色谱在各领域中的应用
2.1气相色谱在食品分析中的应用

  国以民为本,民以食为天,食物不仅是人类生存的最基 本需要,也是国家稳定和社会发展的永恒主题,而食品的营 养成分和食品安全又是当今世界十分关注的重大问题,因而 食品分析就起着关键性作用。食品分析涉及营养成分分析和 食品添加剂分析。在这两个方面气相色谱都能发挥其优势, 重要的营养组分如氨基酸、脂肪酸、糖类都可以用GC进行 分析。食品的添加剂有千余种,其中有许多可用GC来检测。 色谱技术在食品分析中的应用与色谱法的发展史几乎 是同步的。1952年诺贝尔化学奖获得者英国化学家James 和生物学家Martin最早发明气液色谱,就是用来分析脂肪 酸等混合物。色谱法的优点是:分离效率高。可分离性质十 分相近的物质,可将含有上百种组分的复杂混合物进行分 离。其优点有以下几种:

  分离速度快。几分钟到几十分钟就能完成一次复 杂物质的分离和分析。
  灵敏度高。能检测含量在10-3克的物质。
  应用范围广,几乎可用于所有化合物的分离和测 定,包括无机物、有机物、低分子或高分子化合物,甚至有 生物活性的生物大分子也可以进行分离和测定。
  样品用量少。用极少的样品就可以完成一次分离 和测定。
  分离和测定一次完成。可以和多种波谱分析仪器
  联用。
  近20年来,色谱技术以惊人的速度扩展到食品分析研 究领域,许多新的色谱技术已进入实用阶段,如毛细管电脉 仪技术(CE)、色谱-质谱联用技术(GC-MS、HPLC 一 MS、 CE 一 MS等)、固相萃取技术(SP^*超临界流体色谱技术 (SFC)以及最新出现的全二维气相色谱等。这些新技术的综 合应用,大大提高了食品中农、兽药残留分析的灵敏度,简 化了分析步骤,提高了分析效率,并使分析检测结果的可靠 性得到进一步确证。例如Shne,在海产品、肉类和蜂蜜中
  氯霉素残留的检测方法研究中,在使用简便的酶联免疫法粗 筛后,用GC - ECD和HPLC - UVD进行了检测,最后 用 GC - MS - EI - SIM 和 GC - MS - NCI - SMI 对检
  测结果进行确证实验。
  气相色谱在农药残留检测方面的应用
  当今世界把食品安全作为头等大事的情况下,对食品和 药物中污染物和有害物质检测技术的研究受到重视。在农作 物(包括药用植物)中大量使用杀虫剂、除草剂、除真菌剂、 灭鼠剂、植物生长调节剂等,在大大提高农作物产量的同时, 也致使在农产品、畜产品中农药残留量超标对人类的健康也 带来了很大的负面影响,研究开发快速、可靠、灵敏和实用 的农药残留分析技术是控制农药残留、保证食品安全、避免 国际间贸易争端的当务之急。农药残留分析是复杂混合物中 痕量组分分析技术,农残分析既需要精细的微量操作手段, 又需要高灵敏度的痕量检测技术,自20世纪60年代以来, 气相色谱技术得到飞速的发展,许多灵敏的检测器开始应 用,解决了过去许多难以检测的农药残留问题。 2.3气相色谱在药物和临床分析中的应用
  尽管在药物及临床分析中HPLC有很多的应用,但从近 几年的文献也可以看出,气相色谱在药物和临床分析中的应 用也有很多,实际上气相色谱方法简单易于操作,如果用气 相色谱可以满足分析要求,它应该是首选的方法。特别是把 GC和MS结合起来是一种珠联璧合集分离和鉴定、定性与 定量于一体的方法,如果把固相微萃取(SPME)和GC或 GC-MS结合在一起,又把样品处理及定性与定量于一体, 在临床分析中很有意义。 2.4气相色谱在石油和化工分析中的应用
  多年来气相色谱的发展推动了石油和石化的发展,反过 来石油和石化的发展又促进了气相色谱的前进和发展,气相 色谱在石油和石化领域有着极大的应用场所。所以气相色谱 在石油和石化分析中的应用长盛不衰,尽管近年高效液相色 谱和进红外光谱在石油和石化分析中的应用研究颇受青睐, 但在石油和石化分析中气相色谱仍是主要的分析手段。 由于气相色谱法在所有的色谱方法当中是最容易做的方法, 所以在各种化工生产的产品检验中对多成分、可挥发性组分 的测定,GC应该是首选的方法,在高聚物分析中GC也发 挥了十分积极的作用,像裂解气相色谱和反气相色谱都是针 对高聚物分析的有力技术,所以有许多应用报告。当然从 GC的研究角度不一定是开创性的研究,但是从实用角度对 使用者来说是很有价值的。 2.5气相色谱在环境污染物分析中的应用
  为了改善人类生存环境、治理环境污染,对环境污染物 的检测分析是当今世界一个重要的课题。我国投入巨大的人 力物力进行环境污染物分析研究和实际检测,其中气相色谱 法是十分有力的手段之一,可以进行大气、室内气体、各种 水体和其他类型污染物的分析研究和测定。 3结论
  随着社会的不断进步,人们对气相色谱的研究将会越来 越深入,使其朝更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方 向发展,不断推出新的方法来解决可能遇到的新的分析难 题,计算机网络的飞速发展也为这些领域的发展创造了更好 的机遇与更广阔的发展空间。

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