色譜分析技術(shù)在化工分析中的應(yīng)用

崔永紅(長沙曼德氣體有限公司，湖南 長沙 410100)

0 引言

色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，它能夠更高效地檢測農(nóng)藥殘留、氣體、脂肪酸類及環(huán)境污染物等，這也充分體現(xiàn)出它的實(shí)用性。本文在探究過程中從化工分析和色譜分析技術(shù)著手，闡述了其大致工作原理，并對(duì)色譜技術(shù)在化工領(lǐng)域應(yīng)用的必要性做了簡單的分析，并從不同的角度對(duì)色譜技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了探討，同時(shí)提出應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)，目的是為色譜分析技術(shù)的應(yīng)用提供參考，最大程度上發(fā)揮色譜分析技術(shù)的功能，提高化工領(lǐng)域相關(guān)生產(chǎn)效益，促進(jìn)化工行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1 色譜分析技術(shù)的概述

色譜分析技術(shù)主要是采取對(duì)取樣樣本實(shí)行色譜分析與檢測的方法，對(duì)化工生產(chǎn)中每道工序的原材料、反應(yīng)物及產(chǎn)品進(jìn)行分析，還能夠?qū)颖具M(jìn)行初步的分離提煉，并通過分子量這個(gè)固有內(nèi)標(biāo)將化合物逐個(gè)檢測并定性定量，進(jìn)而完成對(duì)化工生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)的有效管控以及對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的監(jiān)測。當(dāng)前常用的色譜分析方法可以分為兩種，一種是液相色譜分析法，另一種是氣相色譜分析法。這兩種方法作為化工分析中的儀器分析類型，都需要借助專用的色譜分析儀器來完成。得益于其常見性及優(yōu)秀的準(zhǔn)確率，色譜分析技術(shù)在我國化工分析范疇已經(jīng)獲得了普遍運(yùn)用，大大促進(jìn)了化工生產(chǎn)的發(fā)展[1]。

2 色譜分析技術(shù)的原理及其系統(tǒng)組成

色譜法(又稱作層析法)作為一種物理分離技術(shù)，關(guān)于它的研究可以追溯到1990年前后。其分離的原理是將待檢測樣本置于兩相之間，并進(jìn)行分離。兩相指的是固定相和流動(dòng)相。前者是固定不動(dòng)的，后者推動(dòng)待檢測的混合物從固定相經(jīng)過。混合物在流經(jīng)固定相的過程中跟固定相產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而完成物理分離。不一樣的成分在流經(jīng)固定相時(shí)停滯的時(shí)間也不一樣，這是由于混合物中每個(gè)成分的結(jié)構(gòu)與具體構(gòu)造不一樣，與固定相產(chǎn)生反應(yīng)的強(qiáng)弱大小也不一樣。最終根據(jù)時(shí)間的早晚依次從固定相中流出，為相關(guān)人員察看它的分離現(xiàn)象提供便利。這種利用兩相的作用將混合物分離的技術(shù)叫做色譜法。在分離時(shí)以液體作為工具的叫做液相色譜；以氣體作為分離工具的叫做氣相色譜。液相色譜儀通常由高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、記檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成。它的原理是將液體作為流動(dòng)相，使用高壓輸液系統(tǒng)，樣本溶液通過進(jìn)樣器進(jìn)入流動(dòng)相，流動(dòng)相將其載入固定相里面，由于溶液中各種物質(zhì)兩相分配的差異，造成兩相運(yùn)動(dòng)過程中，需要不斷重復(fù)吸附-解吸的分配過程，不同成分的運(yùn)動(dòng)速度出現(xiàn)很大的差異，最終按照順序被分離成單個(gè)組分從柱內(nèi)流出，通過檢測系統(tǒng)完成檢測。固定相與流動(dòng)相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，待檢測的混合物就在兩相之間來回重復(fù)進(jìn)行分配，進(jìn)而使它里面有著細(xì)微區(qū)別的各成分出現(xiàn)顯著的分離效果，以便相關(guān)人員更快速準(zhǔn)確地對(duì)各個(gè)成分進(jìn)行分離。然后把分離后的成分放進(jìn)檢測系統(tǒng)中進(jìn)行區(qū)分及鑒別[2]。

3 色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

3.1 檢測脂肪酸類

以往的化工分析工作中，常見的對(duì)檢測脂肪酸類進(jìn)行檢測的方法，如比色法等，都有一些問題，例如可檢測范圍不夠大、可用范圍小等。而色譜分析技術(shù)可以很好解決這兩種問題，它不但檢測范圍及應(yīng)用范圍大，而且操作簡單靈活、檢測快速精準(zhǔn)。此外，色譜分析技術(shù)在檢測脂肪酸類的過程中，還可以把樣本根據(jù)一定的特點(diǎn)進(jìn)行分離定性，完成樣本內(nèi)檢測對(duì)象的分類，加強(qiáng)對(duì)脂肪酸類物質(zhì)的控制，可以更深入地了解有機(jī)物降解情況，從而提高化工行業(yè)檢測水平，為行業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力。

3.2 高密度和高精度分析

將色譜分析技術(shù)應(yīng)用在化工行業(yè)，能夠比較全面、精準(zhǔn)地獲得待檢測樣本的性能數(shù)據(jù)，提高了化工檢測的精度，對(duì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了可靠的參考，能夠在一定長度上提高化工產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.3 永久性氣體、烴類氣體分析

在化工生產(chǎn)中，永久性氣體、烴類氣體等氣體非常常見，是很多化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料，或者是中間產(chǎn)物。利用色譜分析技術(shù)可以簡便快捷且高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)這些氣體的分離檢測與分析，并且可以增大檢測密度，是當(dāng)前石油化工行業(yè)中化學(xué)分析工作里經(jīng)常用到的分析技術(shù)[3]。

3.4 檢測藥物殘留

化學(xué)分析不只是運(yùn)用在化工生產(chǎn)行業(yè)中，還運(yùn)用在農(nóng)產(chǎn)品及其他食品的藥物殘留檢測中。相較于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，色譜分析技術(shù)在這些化工分析工作中的應(yīng)用充分體現(xiàn)了其操作簡便、檢測快速、精確度高的優(yōu)點(diǎn)，并且它還可以檢測出以往無法檢測到的殘留化學(xué)物質(zhì)，全面響應(yīng)我國關(guān)注人民身體健康，關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品等食品安全的政策號(hào)召，為居民的飲食安全奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.5 檢測環(huán)境污染物

色譜分析技術(shù)不但可以運(yùn)用到常見的化工分析領(lǐng)域中，而且在環(huán)境污染物的檢測中的地位也舉足輕重。色譜分析技術(shù)可以使用很短的時(shí)間完成對(duì)水源及空氣中的污染物的成分與含量的精確檢測，這一方面有助于我國有關(guān)部門提高居民的生活環(huán)境質(zhì)量，改善居民的整體生活水平，另一方面可以在突然發(fā)生嚴(yán)重化學(xué)事故時(shí)，迅速、高效、精準(zhǔn)地對(duì)事故發(fā)生地的化學(xué)污染狀況進(jìn)行檢測、鑒別和管控，為有關(guān)單位的應(yīng)急行動(dòng)及周圍居民的避險(xiǎn)行為提供合理建議及便利。

3.6 對(duì)藥物進(jìn)行分析

醫(yī)學(xué)化工是化工行業(yè)的一個(gè)組成部分，化工分析工作也包括藥物分析，而高效液相色譜分析便是藥物分析工作的關(guān)鍵所在。將色譜分析技術(shù)運(yùn)用到藥物分析中，能夠給相關(guān)人員建立物質(zhì)定性與定量分析方法提供助力，能夠給藥劑人員利用對(duì)制劑檢查項(xiàng)下信號(hào)雜質(zhì)的研究來改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)帶來幫助，并且還可以利用詳盡、精準(zhǔn)的藥物分析確立藥物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，大力促進(jìn)了我國藥物分析工作及醫(yī)學(xué)化工行業(yè)的發(fā)展。

4 做好色譜分析需要關(guān)注的問題

只有做好色譜分析工作，才能將色譜分析技術(shù)更好地運(yùn)用到化學(xué)分析工作中。做好色譜分析需要關(guān)注以下問題：首先，要挑選適宜的色譜柱。色譜柱是一種色譜分析儀器，它是氣相色譜分析設(shè)備中不可或缺的關(guān)鍵部件。選擇相匹配的色譜柱是高效開展色譜分析工作的基礎(chǔ)。但是在此之前，應(yīng)該詳細(xì)了解認(rèn)識(shí)色譜柱的參數(shù)。常用的色譜柱參數(shù)一般有固定相和尺寸，尺寸又包括管徑、填料、柱長、粒徑等。全方位學(xué)習(xí)各個(gè)參數(shù)的適配情形，可以更好地根據(jù)具體需求挑選最合適的色譜柱。正式開始挑選色譜柱，一是根據(jù)類似相溶的原理，遵循中極性、非極性、極性等選擇色譜柱。二是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求選擇色譜柱。三是通過和生產(chǎn)企業(yè)或者是工程師溝通咨詢后挑選色譜柱。其次，提高我國色譜分析儀器的水準(zhǔn)和品質(zhì)。色譜分析是儀器分析法里必不可少的一種方法，十分倚賴專業(yè)的分析儀器。雖然相較于其他的化工分析儀器，色譜分析儀器已經(jīng)發(fā)展地比較突出，但是現(xiàn)階段我國色譜分析儀器的某些生產(chǎn)企業(yè)中仍然留存著諸如技術(shù)不夠先進(jìn)，質(zhì)量參差不齊等許多缺陷，導(dǎo)致我國色譜分析儀器屢屢出現(xiàn)許多質(zhì)量問題。比如，溫度傳感器在焊錫時(shí)未對(duì)低溫運(yùn)輸造成脫離失效的狀況進(jìn)行全盤考量、同樣的儀器背板配備的螺絲型號(hào)不統(tǒng)一、同一個(gè)工廠生產(chǎn)的兩臺(tái)相同型號(hào)的儀器標(biāo)的顏色卻不相同等。這一連串問題都將給國產(chǎn)色譜分析技術(shù)在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用帶來顯著消極影響。因此，為了將色譜分析做得更完善，特別是想要切實(shí)地促進(jìn)國產(chǎn)色譜分析事業(yè)的發(fā)展，必定要盡最大努力提高我國色譜分析儀器的水準(zhǔn)和品質(zhì)，甩掉落伍技術(shù)的同時(shí)，增強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的監(jiān)管，進(jìn)而提高產(chǎn)品的合格率，為色譜分析技術(shù)的推廣使用提供必要基礎(chǔ)[4]。

5 結(jié)語

色譜分析法分為氣相色譜分析法和液相色譜分析法兩種，兩者的原理稍有不同。色譜分析技術(shù)具備操作便捷、樣本用量小、檢測精確度高等優(yōu)點(diǎn)。為了解決該技術(shù)在化工行業(yè)應(yīng)用過程中存在的缺陷，應(yīng)當(dāng)科學(xué)選擇儀器設(shè)備，保證色譜分析儀器的質(zhì)量，以此保障色譜分析技術(shù)功能的發(fā)揮，提高分析精度。