用于气相色谱分析的样品导入技术及其应用

王立晶

（大庆油田化工集团甲醇分公司，黑龙江大庆 163411）

用于气相色谱分析的样品导入技术及其应用

王立晶

（大庆油田化工集团甲醇分公司，黑龙江大庆 163411）

近几年气相色谱的样品导入技术发展迅猛，具有绿色环保等优势，如静态顶空、热脱附、固相微萃取等技术，逐渐取代了原有的传统进样方法，在化妆品、食品、包装和制药业中的挥发性成分测定中得到了广泛应用，具有较好的前景。因此就几种环保的样品导入方法进行分析。

气相色谱；样品导入技术；技术应用

有机化合物的主要分析方法就是气相色谱法，在其预处理样品的步骤中，如液-液萃取，需要耗费大量有机溶剂，而这种有机溶剂的废液是一种环境污染源。当前对于分析化学技术的要求除了高效、灵敏和便捷之外，还要求其低污染，减少有害试剂的使用。

1 静态顶空

1.1 原理

静态顶空法是一种间接性的测定方法，主要是对固液体蒸汽中挥发性成分进行气相分析，其原理主要是依据拉乌尔定律，也就是当系统达到恒温状态下的动态热平衡时，气相中的组分浓度较为恒定，蒸汽气压值p=p0aXa，pa表示待测的蒸汽压，p0a为饱和蒸汽压，Xa为摩尔分数，当实验中的参数和温度固定时，气相峰面积A与pa为正比关系，即A=k1Xa，由于Xa=na/（na+nm）=Ca/（Ca+Cm），na为分析物摩尔数、nm为溶剂摩尔数，C为浓度，当被测物浓度较低时，（Ca+Cm）≈Cm，所以A=k1Ca/Cm=kCa，由此可以定量测定待测组分。顶空技术的优点主要为：防止分析物在基体中被萃取，缓解溶剂对环境造成的污染；获取组分较为干净，基体造成的干扰较小；缩短预处理所耗费的时间，维护进样系统。

1.2 应用

静态顶空测量的主要为200℃以下的挥发性组分，及预处理较为困难的样品，而高沸点的难挥发物先完成化学衍生化[1]。顶空技术通常用于食品、香精、环境样品和烟草产品中的易挥发物。

2 热脱附

2.1 原理及吸附剂选择

热脱附是通过热的流动气体（惰性）解析或者提取溶液样品中目标物的一种技术，其中包括样品采集、样品预处理浓缩、目标物提取和进样等系列过程。相较于传统溶剂的洗脱，热脱附技术的操作更为便捷，具有较高的富集效率，且溶剂无毒性，是一种环保、绿色的预处理样品技术。

热脱附技术中应用的吸附剂与其他技术中所用吸附剂有一定程度的共通性，通常情况下，可以参照吹扫捕集技术来进行吸附剂的选择。原有的热脱附技术是一种单级过程，其将样品中的分析物直接送至气象色谱分析仪中，这个过程通常需要耗费几分钟的时间，而较长的进样时间会展宽色谱峰。因为溶剂和水无法事先排除，在制冷过程中易导致鬼峰、管路堵塞和高背景，单向流路会严重影响分析的重现性。

2.2 应用

一些专家对热脱附装置进行了完善，如通过气路回路和吸附剂分离捕集，有效防止了记忆效应，而热转换线的缩短，有效降低了损失和分解的有机物量，大幅度改善了系统灵敏性，能够在不同的基体中广泛应用。安捷伦公司实现了同步切换电子控制阀和电子制冷，有效避免了结冰堵塞，100℃/s的加热效率保证系统解吸效率较高，而双重浓缩（冷阱、采样管）使富集倍数能够达到十万以上。分流系统能够重复多次样品实验，而泄露测试装置能够使数据和样品更为完整。

热脱附技术具有较好的扩展性，能够延续到GC/MC、GC使用的药品，经常联用其他样品导入法如固相萃取。热脱附技术主要被应用于环境样品中，分析半挥发性和挥发性有机物，目前主要应用在药物、食品和法医分析等领域中。如陈伟光等[2]通过联用吹扫捕集对生活污水进行定性，检测结果中有八种物质为我国优先环境污染物。

3 固相微萃取（SPME）

3.1 定量依据及参数选择

SPME是在原有的固相萃取技术的前提下，新兴的一种萃取分离技术，其采用的萃取头是熔融石英纤维，萃取头上涂有色谱固定液，在选择固定液时，可以遵循相似溶液的原理。相关专家通过数学模型推导在一定条件下的分析物萃取量与初始浓度的关系，通过推导发现无论萃取是否平衡，萃取物在萃取涂层中的质量，都与初始浓度为正比关系。

3.2 应用

近十年来，SPME技术愈发成熟，得到了较快的发展和广泛应用。在SPME的相关文献报道中发现[3]，SPME法主要在食品检验、生物化学、环境监测、医药卫生和法医分析等领域中，特别是在分析环境有机污染物中应用更为广泛，如工业废水、地表水、工业废气和土壤沉积物中的胺类化合物、多环芳烃检测。部分待测物的回收率和萃取率都较低，SPME法可以对样品进行衍生化处理。

4 结语

综上，静态顶空法比较适用于易挥发的微量化合物测定，而分析难挥发的小痕量化合物时可借助吸附剂。热脱附技术沸点适用性较好，能够在多种样品类型中应用。SPME法能够直接连接气象色谱分析仪，具有较好的快捷性和简便性。

[1] 严矿林，林丽琼，郑夏汐，等.样品前处理技术在气相色谱分析中的应用进展[J].色谱，2013，31（7）：634-639.

[2] 陈伟光，赵玉妍.吹扫捕集-气相色谱联用检测技术在环境样品分析中的应用[J].职业与健康，2011，27（24）：2917-2921.

[3] 杨志岩，闫仲丽，王建清.组合蒸馏技术用于气相色谱分析的样品前处理[J].色谱，2007，25（5）：654-656.

Sample Introduction Technique and Its Application in Gas Chromatography Analysis

Wang Li-jing

the sample introduction techniques in recent years the development of gas chromatography has advantages of rapid，green environmental protection，such as static headspace，thermal desorption，solid phase micro extraction technology，gradually replaced the traditional sampling method，the volatile components in cosmetics，food，packaging and the pharmaceutical industry has been widely applied in the determination of has a good prospect.Here are several environmentally friendly methods of sample introduction.

gas chromatography；sample introduction technology；technology application

X830.2

B

1003-6490（2017）01-0047-02

2017-01-13

王立晶（1973—），女，黑龙江克东人，助理工程师，主要研究方向为化验分析。