气相色谱的应用
时间：2013-06-03 阅读：1217
气相色谱的应用 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。 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*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zui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zui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Martinzui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，zui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 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zui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。
