气相色谱法的发展和应用探究

摘要：色谱法是一种非常重要的分析方法，它的应用原理是不同物质在两相中具有不同的分配系数，两相在做相互运动时，被测量的物质会在两相中多次反复的进行分配，最后达到分离的目的。而气相色谱法指的是流动相是气体，这种分析方法主要应用于添加剂分析、农药残留分析、香精香料分析等。

关键词：气相谱法；分析；发展；应用

中图分类号：O657.7+1文献标识码：A

色谱法最早始于20世纪初，1906年俄国的植物学家米哈伊尔·茨维特将特将碳酸钙填充在直立的玻璃管中，然后用石油醚洗脱植物色素的提取液，洗脱一段时间以后，植物色素就会在填充了碳酸钙的柱子中发生分离，从最开始的一条色带逐渐分散成多条平行的色带，然后米哈伊尔·茨维就将这种方法命名为Хроматография,这个单词逐渐被英语等其他语言接受，也就是色谱法的名字，在我国色谱是对这个单词的意译。到了1952年，马丁和詹姆斯建议用气体作为流动相进行色谱分离，他们使用固定相是硅藻土吸附的硅酮油，流动相是氮气，将若干小分子量挥发性有机酸。气相色谱法的产生使得色谱由最初的定性分析逐步发展为定量分析，在很大程度上促进了色谱理论和技术的发展。和最开始的液相色谱相比，气相色谱对设备的技术要求很高，促进色谱技术向机械化、标准化、自动化发展；同时气相色谱还需要更为灵敏的特殊检测装置，加快了检测器的开发进程；可是气相色谱的标准化促进了色谱理论发展为色谱学理论，例如非常著名的塔板理论和Van Deemter方程，还有一些概念，例如，峰宽、保留指数、保留时间等。

气相色谱的发展

气相色谱法的发展和气相色谱仪的发展是趋于一致的，只要出现新的色谱技术，就会生产出的气相色谱仪。所以想要了解气相色谱法的发展可以从气相色谱仪着手。由捷克色谱学家Jaroslav Janlik发明历史上最早的气相色谱仪，这个仪器使用的流动相是一氧化碳，使用的检测器是杜马测氮管，主要目的是测定分离开的气体的体积。在样品和一氧化碳进入测氮管之前使用氢氧化钾液体吸收一氧化碳，然后在固定的时间记录气体体积的增加量。这个气相色谱仪在现在看来是非常简陋的，可是在当时来说，大大推动了气相色谱的研究。可是这个仪器有一定的缺陷，它测定的气体是那些在常温状态下保持气态的物质，对于样品中的一氧化碳是没有办法测定的，同时还不是自动的。到了20世纪50年代末，更先进的气相色谱仪被发明并生产出来，这种仪器的发明表明气相色谱仪发展到了一个新的时代，现代的气相色谱仪主要由气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测记录系统5个系统构成。到了20世纪90年代采用电子压力传感器和电子流量控制器，然后使用计算机控制压力和流量的电子程序压力流量控制系统，这是气相色谱仪中气路系统的一个大进步；而温度控制系统逐步精细化、快速化、自动化；然后气相色谱仪的核心组成部分进样系统、分离系统和检测记录系统的发展对气相谱仪的发展有很大的推动作用。然后气相色谱仪的进样系统主要由样品引入装置和气化室构成，而样品的引入装置最开始进样是通过手动或者自动阀。进样系统的主要组成部分就是进样口，而进样口的发展就体现了气相色谱仪进样系统的发展。气相色谱仪使用填充柱时，样品在进入进样口以后就会被气化，然后随着载气进入色谱柱，然后逐渐发展为使用大口径毛细管柱直接进样。接着气相色谱发展到使用毛细管柱以后，开始应用的是分流进样法，样品首先在进样口气化，然后有小部分进入色谱柱，其他的被分流放空，这种方法主要应用于多数的挥发性样品，因为操作起来很方便，得到了广泛的使用。到了20世纪60年代末，各种分流进样方法逐渐出现，进入色谱仪的样品在气化以后会全部进入色谱柱，主要应用于分析测定稀溶液中的痕量组分。现在气相色谱法是一种非常成熟的分析技术，有关科学家和企业仍然致力于研究气相色谱法，近几年，一些新的气相色谱技术出现，例如微型气相色谱、快速气相色谱等。

气相色谱的应用

在药物分析中应用气相色谱

药物分析中主要应用的气相色谱有气质联用技术、顶空气相色谱法、气相-红外联用技术等。

在食品分析中应用气相色谱

现在食品市场中有很多不安全的食品，主要是因为食品的主要成分或者是食物添加剂存在的危险，特别是油炸食品或者烧烤食品，因为淀粉在一定的温度下极易产生丙烯酰胺，这是一种致癌的物质，有毒，这种物质经常被人们接触，然后这种物质良好的消化性就可以进入孕妇的胎盘或者婴幼儿的体内，经过多次反应，就会跟体内的DNA结合，引发基因突变，导致癌症，对人们的身体健康产生了很大的危害。可是气相色谱分析是一种成本比较低的检测方法。气相色谱在食品安全方面的应用主要体现在使食品的筛选速度增加、对水中的卤化物进行分析、将食品的检测水平提高、对食品中的农药进行分析、对食品中的防腐剂含量进行测定。

在农业生产中应用气相色谱仪

在农业生产中经常使用气相色谱仪对蔬菜中的有机磷、有机氯、菊酯等农药残留进行检测，检测时应该注意是采样、制样、上机检测技术。

结束语

气相色谱经过几十年的发展，逐渐成为一种应用最广泛的分析技术。气相色谱技术的发展方向是仪器更加小型、简单、精密、高效，其灵敏度、选择性、方便性都会提高很多。

参考文献

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