頂空進樣-氣相色譜技術現狀及發展

朱春 周小光

摘 要：經濟的高速發展帶動著科技的不斷進步和發展，氣相色譜技術作為一種重要的分離、分析手段同樣發展迅速。本文主要闡釋了頂空進樣-氣相色譜技術的概念及其研究進展，期望讀者通過閱讀能夠對頂空進樣器與氣相色譜聯用技術有所認知，對頂空進樣-氣相色譜技術的發展進步有所展望。

關鍵詞：氣相色譜;頂空進樣;研究進展

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

1 引言

隨著社會的經濟發展，人們對于生活質量要求的不斷提高，食品、藥品安全及生存環境等問題越發得到人們的重視，如何能夠快速準確地發現這些問題并找到其中的根源對現代分離、分析技術提出了更高的要求和挑戰。氣相色譜技術自上世紀五十年代出現并作為重要的分離、分析技術，至今仍然得到最為廣泛的應用，并且隨著新領域拓展和技術創新的層出不窮，該技術得到了不斷地發展和完善。頂空進樣器的發明就是氣相色譜技術鮮明的發展標志，頂空進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對于產品的分析變得更加快速、準確，并且得到了廣泛的應用。

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，主要利用不同物質的沸點差異、極性大小及吸附性強弱來實現各個組分的分離。具體過程是以惰性氣體作為流動相來提供動力，以活性較強、相對比表面積較大的吸附劑來充當固定相，利用固定相與被分離各組分的分配系數差別和滯留時間的不同，從而達到對多種組分的完全分離。在不同組分得到分離之后，按照相應的分離順序和濃度參數按照一定比例轉化形成電信號，從而實現混合物中不同組分的定量檢測。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不同，前者固定相為固態，后者固定相為液態。在日常的分析測試領域，氣固色譜的應用較為廣泛。

3 頂空進樣技術

在分析檢測一些混合物過程中，如果混合物中包含揮發性和非揮發性物質，這時就需要一些傳統的人為處理方法如有機溶劑提取法或化合物溶解法對混合物進行揮發性物質的提取，然后進行氣相色譜檢測。而頂空進樣舍去了繁雜的人為處理樣品的環節，只需要提取部分氣相物質就能分析檢測揮發性的氣相組成而不受非揮發性組分的影響。頂空進樣器就是專為氣相色譜分析技術在樣品前處理環節所發明的高效低成本的經濟進樣器。具有快速、高效、花費少、自動化程度高等特點，在檢測固體藥品中殘留溶劑，地表水檢測有機揮發性物質等方面具有廣泛的應用。

4 氣相色譜的發展現狀與應用

氣相色譜法自上世紀五十年代出現以來，逐步發展成為一門重要的科學技術領域，并獲得了諾貝爾獎。現代氣相色譜已經發展成為一門新穎的學科，并且形成了一定的產業規模。伴隨著科技的進步，氣相色譜技術與其他技術聯用獲得了更好的應用效果，因而有關氣相色譜的聯用技術逐漸發展起來并且受到了更多分析檢測領域工作人員的青睞，對于檢測的快速性及準確性提出更高的要求，這也為氣相色譜的發展提供了未來的方向。目前，氣相色譜已經廣泛地應用于多種領域，如在石油的檢測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、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現對混合物的分離進行檢測。在一定程度上遏制了劣質石油在市場上的存在，保證了人們的用油安全。同時氣相色譜在環境分析、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用比較廣泛。在日常生活中食品安全直接關系著人們的生命健康安全，氣相色譜在食品分析領域分析檢測農藥殘留、食品添加劑、香精香料方面有著極其重要的應用。在醫藥分析領域，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分析方法。在中草藥的的人工培育過程中，藥農一般會施加一些農藥，氣相色譜技術也會在這方面進行檢測，從而使得藥品的生產越來越規范，藥品的質量合格率更高，在一定程度上促進了我國傳統中醫藥的發展。

5 頂空進樣技術的應用

頂空進樣器就是氣相色譜與樣品前處理技術聯用所生產的典型的樣品前處理器，分為靜態和動態頂空兩種方式。靜態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的組分揮發出來，從而達到氣-固或氣-液平衡。最后通過定量抽取氣體樣品來檢測原混合物中揮發組分的含量。該方法是一種較為理想的樣品前處理凈化方法，避免了揮發相提純過程中有機試劑的干擾和污染，同時具有高靈敏度高、高效率、快速分析等優點，也保護了分析人員的健康，避免了對環境的污染。動態頂空，又稱為吹掃捕集技術，它利用惰性氣體提供動力將揮發性組分吹掃出來，然后通過捕集器將揮發組分進行濃縮，最后送入氣相色譜進行檢測。其應用也較為廣泛，具有靈敏度高、重現性好、平衡時間短等優點。

頂空進樣技術所具有的多種優點，使得其在醫藥分析領域，比如申琳等[1]將頂空色譜法應用于檢測頭孢氨芐顆粒中乙醇的殘留量。以及環境分析領域，比如關昕[2]利用靜態頂空-氣質聯用技術應用于企業環境水中丙烯酸丁酯殘留量的檢測。在以及工業分析領域，劉東方等通過頂空進樣的方式利用氣相色譜檢測冰乙酸中碘甲烷的含量。綜上，可知頂空進樣技術器已經滲透在各個領域，應用非常廣泛。

6 結束語

色譜技術經過不斷發展已經趨于完善，其分析和檢測的方法也較為成熟，但是科技的進步將不斷地推動色譜在這基礎上進一步的創新，為氣相色譜提供更大的優勢。頂空進樣器技術也必將不斷地發展，為分析測試人員提供更加快速、更加靈敏、更加環保的分析檢測手段。相信未來，全新的色譜分析及其聯用技術會更好地服務于生活的各個領域。

參考文獻：

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

[2]關昕.靜態頂空-氣質聯用法測定企業環境水中丙烯酸丁酯殘留量[J].分析測試技術與儀器，2018，24（04）：207-212.

作者簡介：朱春（1987-），女，山東臨沂人，碩士，中級工程師，研究方向：精細化工。