❶ 食品安全檢驗的主要方法應用實例
1.1 固相萃取技術(SPE)
固相萃取法是一種基於液相色譜分離機制的樣品制備方法,已廣泛應用於農葯殘留檢測工作。它根據液相分離、解析、濃縮等原理,使樣品溶液混合物通過柱子後,樣品中某一組份保留在柱中,通過再選擇合適的溶劑把保留在柱中的組分洗脫下來,從而達到分離、凈化的目的。SPE克服了液-液萃取技術(LLE)及一般柱層析的缺點,具有高效、簡便、快速、安全、重復性好、便於前處理自動化等特點。根據柱中填料大體可分為吸附型(如硅膠、大孔吸附樹脂等)、分配型(C8、C18、苯基柱等)和離子交換型。據待測農葯性質、樣品種類等選用合適的微型柱和淋洗劑及其它優化條件後,可使萃取、富集、凈化一步完成[2]。
1.2 超臨界流體提取(SFE)
超臨界流體提取(SFE)是近幾年發展起來的一種特殊分離技術[3]。SFE主要是以超臨界流體代替各種溶劑來萃取樣品中待測組分的萃取方法。目前最常用的超臨界流體為CO2,它兼有氣體的滲透能力和液態的分配作用,流出液中的CO2在常壓下揮發,待測物用溶劑溶解後進行分析。超臨界CO2無毒,分子極性比較小,可用於提取非極性或弱極性農葯殘留。也可以加入適量極性調節劑,如甲醇等來調節其極性,據此可最大限度地提取不同極性的農葯殘留而最低限度地減少雜質的提取。其特點是避免了使用大量的有機溶劑、提高萃取的選擇性、減少了分析時間、實現操作自動化。SFE技術是當前發展最快的分析技術之一。
1.3 基質固相分散萃取技術(MSPDE)
基質固相分散萃取是1989年美國Louisiana州立大學的Barke教授首次提出並給予理論解釋的一種嶄新的萃取技術。其基本操作是將試樣直接與適量反相填料(C1 4或C1 8)研磨、混勻得到半干狀態的混合物並將其作為填料裝柱,然後用不同的溶劑淋洗柱子,將各種待測物洗脫下來。MSPDE濃縮了傳統的樣品前處理中所需的樣品均化、組織細胞裂解、提取、凈化等過程,是簡單高效的提取凈化方法[3],適用於各種分子結構和極性農葯殘留的提取凈化,在蔬菜、水果的殘留農葯檢測中得到了廣泛應用。
1.4 分子印跡合成受體技術(MISR)
分子印跡合成受體技術(MISR)原理是:首先使擬被印跡的分子或聚合物單體鍵合,然後將聚合物單體交聯體再將印跡分子從聚合物中提取出來,聚合物內部就留下了被印跡分子的印跡。由於需要合成被印跡分子衍生物,使該項技術受到限制,因為有些化合物的分子無法進行衍生化。分子印跡技術可以用於葯物、激素、蛋白質、農葯、氨基酸、多肽、碳水化合物、輔酶、核酸鹼基、甾醇、塗料、金屬離子等各種化合物的分離工作。
2 檢測方法
2.1 氣相色譜法(GC)
氣相色譜法是一種經典的分析方法。利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數不同,當汽化後的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時,組份就在其中的兩相間進行反復多次分配,經過一定的柱長後,便彼此分離,按順序離開色譜柱進入檢測器,產生的離子流訊號經放大後,在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。由於其具有操作簡便、分析速度快、分離效能高、靈敏度高以及應用范圍廣等特點,目前農葯殘留物檢測70%採用氣相色譜法來進行。使用氣相色譜法,多種農葯可一次進樣,得到完全的分離、定性和定量,再配置高性能的檢測器,使分析速度更快,結果更可靠。目前氣相色譜法多採用填充毛細管。
2.2 高效液相色譜法(HPLC)
高效液相色譜法也是一種傳統的檢測方法。它可以分離檢測極性強、分子量大的離子型農葯,尤其適用於對不易氣化或受熱易分解農葯的檢測。近年來,採用高效色譜柱、高壓泵和高靈敏度的檢測器、柱前或柱後衍生化技術以及計算機聯用等,大大提高了液相色譜的檢測效率、靈敏度、速度和操作自動化程度,現已成為農葯殘留檢測不可缺少的重要方法。
2.3 超臨界流體色譜(SFC)技術
超臨界流體色譜(SFC)是以超臨界流體作為色譜流動相的分離檢測技術[1]。可以使用各種類型的較長色譜柱,可以在較低溫度下分析分子量較大、對熱不穩定的化合物和極性較強的化合物,它綜合利用了氣象色譜和高效液相色譜的優點,克服了各自的缺點,可以與大部分GC和HPLC的檢測器相連接,如FID、FPD、NPD以及MS等連用[4]。這樣就極大地拓寬了其應用范圍,許多在GC或HPLC上需經過衍生化才能分析的農葯,都可以用SFC直接測定。
2.4 直接光譜分析技術
近紅外衰減全反射光譜(NearIS-ATR)和表面增強拉曼光譜(SERS)使光譜分析的靈敏度提高102~107倍。這些快速直接的光譜技術,只需要極少量的樣品,具有很大的應用潛力。一系列激光光譜技術,如激光拉曼光譜等使光譜分析的靈敏度幾乎達到極限-一個分子或原子的水平。這將為開發高靈敏度的檢測器提供可能的技術基礎。目前,這些靈敏度極高的光譜技術還需要進一步研究開發才能進入廣泛應用階段。
2.5 毛細管電泳(CE)
毛細管電泳技術是在電泳技術的基礎上發展的一種分離技術。其工作原理是使毛細管內的不同帶電粒子(離子、分子或衍生物)在高壓場作用下以不同的速度在背景緩沖液中定向遷移,從而進行分離。根據樣品組分的背景緩沖液中所受作用的不同,CE又被分為毛細管區帶電泳(CZE)、毛細管凝膠電泳(CGE)、等電聚焦(IEF)、膠束電動色譜(MEKC)、等速電泳(ITP)等幾大類。自80年代Jorgenson把E應用於分析化學以來,這一技術已發展成為分離科學中最活躍的領域之一。它具有靈敏度高、耗資少、樣品消耗量很小(每次進樣只是納升級)、分離柱效高、使用方便等優點,非常適用於那些難以用傳統的液相色譜法分離的離子化樣品的分離與分析,其分離效率可達數百萬理論塔板數。目前,毛細管電泳尚缺乏靈敏度很高的檢測器。因此,只有研究開發靈敏度更高的檢測系統,該技術的優勢才能充分發揮出來。
2.6 液相色譜-質譜聯用技術(LC/MS)
液—質聯用技術(LC-MS)是將液相色譜與質譜串聯成為一個整機使用的檢測技術。用來分析低濃度、難揮發、熱不穩定和強極性農葯。LC/MS先後產生四種介面技術:熱噴霧(TSP)、粒子束(PB)、電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)。現在,一種內噴射式和粒子流式介面技術將液相色譜與質譜聯接起來,已成功地用於分析對熱不穩定,分子量較大,難以用氣相色譜分析的化合物。具有檢測靈敏度高、選擇性好、定性定量同時進行、結果可靠等優點。LC-MS對簡單樣品可進行分析前凈化並具有幾乎通用的多殘留分析能力,用於對初級監測呈陽性反應的樣品進行在線確證,其優勢明顯。盡管LC/MS儀器價格昂貴,液相色譜和質譜的介面技術尚不十分成熟,但它仍是一種很有利用價值的高效率、高可靠性分析技術。
2.7 免疫分析法(IA)
免疫分析法是基於抗原抗體的特異性識別和結合反應為基礎的分析方法[5]。分子量大的農葯可以直接作為抗原進入脊椎動物的體內產生免疫應答,從而得到可以和該農葯分子特異性結合的抗體;分子量小的農葯(分子量<2500)一般不具備免疫抗性,不能刺激動物產生免疫反應。將農葯小分子以半抗原的形式通過一定碳鏈長度的分子量大的載體蛋白質(通常使用牛血清白蛋白、人血清白蛋白、兔血清白蛋白、鑰孔血藍蛋白、卵清蛋白)用共價鍵偶聯製成人工抗原,使動物產生免疫反應,產生識別該農葯並與之特異性相結合的抗體。通過對半抗原或抗體進行標記,利用標記物的生物、物理、化學放大作用,對樣品中特定的農葯殘留物進行定性、定量檢測。免疫分析法被列為90年代優先研究、開發和利用的農葯殘留分析技術,美國化學會將免疫分析與氣象色譜、液相色譜共同列為農葯殘留分析的支柱技術[6]。免疫分析法具有快速、簡單、靈敏和選擇性高等優點,目前已廣泛應用於糧食、水果、蔬菜、肉、奶、水和土壤中農葯殘留的檢測。根據採用的檢測手段不同,可分為放射免疫法、熒光免疫法、酶免疫法、流動注射免疫分析法等,其中以酶免疫法應用最為廣泛[7]。
❷ 酶在食品檢測中的應用都有什麼具體詳細點
酶免疫技術在食品檢測中的應用目前食品受農葯、獸葯污染的問題仍比較嚴重,給人們的身體健康帶來了危害,盡管國家和政府對此已做了大量的工作,投入了人力、物力,但執行情況仍不盡如人意。其主要原因之一就是缺乏快速、靈敏、簡便的檢測方法,相關的檢測試劑研發速度太慢。免疫分析技術如酶聯免疫分析法、膠體全免疫層析試紙法是一種快速、靈敏、簡便的分析方法,在國外已被用於食品安全檢測,我國也已在臨床檢驗中應用多年。酶免疫測定具有高度的敏感性和特異性,幾乎所有的可溶性抗原抗體系統均可用以檢測。它的最小可測值達ng甚至pg水平。與放射免疫分析相比,酶免疫測定的優點是標記試劑比較穩定,且無放射性危害。因此,酶免疫測定的應用日新月異,酶免疫測定的新方法、新技術不斷發展。但酶免疫測定在食品檢測中的應用,應歸功於商品試劑盒和自動或半自動檢測儀器的問世。酶免疫測定步驟復雜,試劑制備困難。只有用符合要求的試劑和標准化的操作,才能獲得滿意的結果。商品ELISA試劑盒中應包含包被好的固相載體、酶結合底物和洗滌液等。先進的試劑盒不僅提供全部試劑成分,而且所有試劑均已配製成應用液,並在各種試劑中加色素,使之呈現不同的顏色。ELISA操作步驟多,所需試劑也多,這種有色試劑既方便操作又有利於減少操作錯誤。ELISA所有儀器除定量測定中必須的出色儀(專用的稱為ELISA測讀儀)外,洗滌板也極有用。洗滌機的使用不僅省時省工,而且也有利於操作標准化,對中小實驗室是實用且易於接受的。但應注意在採用洗板機前,應先對洗板機的性能加以檢定,確認各孔的洗滌效果是否徹底,且重復性好。自動化和半自動化ELISA分析儀亦趨成熟,並在大中型臨床檢驗實驗室中取得應用。自動化ELISA分析儀有開放系統(Opensystem)和封閉系統(Closesystem)兩類。前者適用於所有的96孔板的ELISA測定;後者只與特定試劑配套使用。1 用於細菌及毒素、真菌及毒素、病毒和寄生蟲的檢測如沙門氏菌、單核細胞增生李斯特菌、鏈球菌、結核分枝桿菌、布氏桿菌、金黃色葡萄球菌腸毒素、黃麴黴毒素等。肝炎病毒、風疹病毒、皰疹病毒、輪狀病毒等;寄生蟲如弓形蟲、阿米巴、瘧原蟲等。2 用於蛋白質、激素、其他生理活性物質、葯物殘留、抗生素等的檢測近年來有關使用酶免疫法測定乳和血漿中有機化學殘留物已有報道,這標志著本法在動物性食品衛生監測方面具有新的應用趨勢。因其優點,該法已引起了世界各國的重視,並已著手這方面的研究。但是,該法在動物性食品衛生監測中還存在著許多問題,不過,前景還是廣闊的。世界衛生組織(WHO)和世界糧農組織(FAO)對這方面的研究給予了許多支持。只要對實際問題進行細致的科學研究並努力追求改進的方法,酶免疫法定會有新的姿態在食品衛生監測領域出現。標准化、商品化的酶免疫試劑盒將會問世,也將給整個食品衛生事業帶來新的前景。目前葯物殘留免疫分析技術主要分為兩大類:以為相對獨立的分析方法,即免疫測定法(Immuno Assays,IAs),如RIA、ELISA、固相免疫感測器(Soindphase immunosensor)等;二是將免疫分析技術與常規理化分析技術聯用,如利用免疫分析的高選擇性作為理化測定技術中的凈化手段,典型的方式為免疫親和色譜(Immuno Affinity Chromatogrphy,IAC)。與常規的理化分析技術相比,免疫分析技術最突出的優點[5]是操作簡單,速度快、分析成本低。以使用微量滴板的ELISA為例,免疫測定法取樣量小,前處理簡單、容量大,儀器化程度低,檢測奶與GC/MS或GC/ECD相似,可方便地達到ng/g~pg/g級,分析效率則為HPLC或GC的幾十倍。目前大部分抗生素已經建立了免疫測定法,如硫胺二甲基嘧啶、氯黴素、沙拉沙星、鏈黴素、四環素、魔能黴素等。免疫分析能與其他技術聯用。在聯用方法中,免疫分析技術既可作為HPLC或GC等測定技術的樣品凈化或分離手段,如IAC/HPLIAC/GC、HOIAC/HPLC;也可作為其離線或在線檢測方法,如HPLC/IA,TLC/IA,CZE/IA,SFC/IA,FIA/IA等,這些方法結合了免疫分析的選擇性、靈敏度與HPLC、GC等技術的高速、高效分離和准確檢測能力,使分析過程簡化、分析成本下降,拓展了待測物范圍。在HPLC/IA等分析中,IA一般作為離線檢測方法;又稱免疫圖譜法(Immunograms),適用於液相檢測器無響應或分離困難的殘留組分的檢測。FIA/IA可以實現IA的動態、實時和自動檢測,分析速度快,已發展為一種專門的免疫檢測技術---FIIA。ELISA試劑盒是目前奶牛場和牛奶公司使用最廣泛、快速、靈敏的檢測抗生素殘留的方法。各類抗生素試劑盒為國外生產,這使得國內的奶及奶製品公司花費較大。如德國拜發公司生產的抗生素檢測試劑盒,一個96次檢測試劑盒要花3800元,每個樣品的檢測要花30~50元。對一家中小型奶製品企業而言,每年在抗生素等葯物的檢測上要花費20萬元以上。因此很有必要研製和開發出國產的試劑盒,以降低成本,提高經濟效益。3 應用實例以ELISA法檢測致瀉性大腸埃希氏腸毒素為例,說明ELISA在食品檢驗中的應用。(1) 產毒培養 將菌株和陽性及陰性對照菌株分別接種於0.6mLCAYE培養基內,37℃振盪培養過夜。加入20000IU/mL的多粘菌素B0.05mL,於37℃,離心1h,分離上清液,加入0.1%硫柳貢0.05mL,於4℃保存待用。(2) LT檢驗方法(雙抗體夾心法)① 包被:先在產腸毒素大腸埃希氏菌LT和ST酶標診斷試劑盒中取出包被用LT抗體管,加入包被液0.5mL,混勻後全部吸出於3.6mL包被液中混勻,以每孔100μL量加入到40孔聚苯乙烯硬反應板中,第一孔留空作對照,於4℃冰箱濕盒中過夜。② 洗板:將孔中溶液甩去,用洗滌液I洗3次,甩盡液體,翻轉反應板,在吸水紙上拍打,去盡孔中殘留液體。③ 封閉:每孔加100μL封閉液,於37℃水浴中1h。④ 洗板:用洗滌液II洗3次,操作同上。⑤ 加樣品:每孔分別加各種試驗菌株產毒培養液100μL,37℃水浴中1h。⑥ 洗板:用洗滌液II洗3次,操作同上。⑦ 加酶標抗體:先在酶標LT抗體管中加0.5mL稀釋液,混勻後全部吸出於3.6mL稀釋液中混勻,每孔加100μL,37℃水浴中1h。⑧ 洗板:用洗滌液II洗3次,操作同上。⑨ 酶底物反應:每孔(包括第一孔)各加基質液100μL,室溫下避光作用5~10min,加入終止液50μL。⑩ 結果判定:以酶標儀在波長492nm測定吸光度OD值,待測標本OD值大於3倍以上為陽性,目測顏色為橘黃色或明顯高於陰性對照為陽性。(3) ST檢測方法(抗原競爭法)① 包被:先在包被用ST抗原管中加0.5mL包被液,混勻後全部吸出於1.6mL包被液中混勻,以每孔50μL加入於40孔聚苯乙烯軟反應板中,加液後輕輕敲板,使液體布滿孔底。第一孔留空作對照,於4℃冰箱濕盒中過夜。② 洗板:用洗滌液I洗3次,操作同上。③ 封閉:每孔加100μL封閉液,於37℃水浴中1h。④ 洗板:用洗滌液II洗3次,操作同上。⑤ 加樣品及ST單克隆抗體:每孔分別加各實驗菌株產毒培養液50μL,稀釋的單克隆抗體50μL(先在ST單克隆抗體管中加0.5mL稀釋液,混勻後全部吸出於1.6mL稀釋液中,混勻備用),37℃水浴1h。⑥ 用洗滌液II洗3次,操作同上。⑦ 加酶標記兔抗鼠Ig復合物:先在加酶標記兔抗鼠Ig復合物管中加0.5mL稀釋液,混勻後全部吸出於3.6mL稀釋液中混勻,每孔加100μL,37℃水浴1h。⑧ 用洗滌液II洗3次,操作同上。⑨ 酶底物反應:每孔(包括第一孔)各加基質液100μL,室溫下避光5~10min,再加入終止液50μL。⑩ 結果判定:以酶標儀在波長492nm下測定吸光度(OD)值:(陰性對照OD值-待測樣本OD值)/陰性對照OD值×100%≥50% 為陽性目測無色或明顯淡於陰性為陽性。結論ELISA與其他技術相比,具有靈敏度高,特異性強,儀器設備要求不高,測定成本低,方法快速、簡便,試劑保存時間較長,自動化程度高,無放射性同位素污染等優勢;但同時也存在局限性,比如不能同時分析多種成分,對試劑的選擇性高,對結構類似的化合物有一定程度的交叉反應。所以未來的發展趨勢就在於開發高度免疫原性的重組抗原.研究多項標記快速測定方法,將酶體外定向進化應用到檢測中以及研發種類更多的全自動酶聯免疫測定儀。這樣將擴大檢測的范圍,提高檢測的穩定性,加強標准化,同時也促進了商品化的應用。另外,還應與其他檢測技術如色譜、PcR等結合起來。實現強強聯合,優勢互補。在未來食品安全的快速檢測中發揮更加突出和重要的作用。
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❹ 環境分析化學的發展趨勢
環境分析化學發展的趨勢是:
分析方法標准化
這是環境分析的基礎和中心環節。環境質量評價和環境保護規劃的制定和執行,都要以環境分析數據作為依據,因而須要研究制訂一整套的標准分析方法,以保證分析數據的可靠性和准確性。
分析技術連續自動化
環境分析化學逐漸由經典的化學分析過渡到儀器分析,由手工操作過渡到連續自動化的操作。70年代以來,已出現每小時可連續測定數十個試樣的自動分析儀器,並已正式定為標准分析方法。現已採用的有:比色分析、離子選擇性電極、X射線熒光光譜、原子吸收光譜、極譜、氣相色譜、液相色譜、流動注射分析等自動分析方法及相應的儀器。特別是流動注射分析法,分析速度可達每小時200多個試樣,試劑和試樣的消耗量少,儀器的結構簡單,比較容易普及,是發展較快的方法之一。
電子計算機的應用
在環境分析化學中應用電子計算機,極大地提高了分析能力和研究水平。在現代化的分析實驗室中,很多分析儀器已採用電子計算機控制操作程序、處理數據和顯示分析結果,並對各種圖形進行解釋。應用電子計算機,可實現分析儀器自動化和樣品的連續測定。如配備有電子計算機的γ-能譜儀可同時測定幾百個樣品中多種元素,利用傅里葉變換在計算機上進行計算,既可提高分析的靈敏度和准確度,又可使核磁共振儀能測得13C訊號,使有機骨架結構的測定有了可能,為從分子水平研究環境污染物引起的生態學和生理機制的有關問題開拓了前景。
多種方法和儀器的聯合使用
這可以有效地發揮各種技術的特長,解決一些復雜的難題,再配用電子計算機,更可大大提高分析效果,並能及時給出分析結果。例如,色譜-質譜-計算機聯用,能快速測定各種揮發性有機物。這種方法已應用於廢水的分析,可檢測200種以上的污染物。在環境污染分析中還常採用火花源質譜-電子計算機聯用、氣相色譜-微波等離子體發射光譜聯用、色譜-紅外光譜聯用、色譜-原子吸收光譜聯用、發射光譜和等離子體源聯用,以及質譜-離子顯微鏡組合而成的直接成象離子分析儀。
激光技術的應用
利用激光作為分析化學的光源已發展了吸收光譜、拉曼光譜、原子和分子熒光光譜、激光光聲光譜、高解析度光譜以及其他激光光譜技術和分析方法。激光分析的特點是高解析度、高靈敏度、長距離、短時間。隨著激光基礎理論研究的進一步發展,激光技術必將進一步改變環境分析化學的面貌。
痕量和超痕量分析的研究
環境科學研究向縱深發展,對環境分析提出的新要求之一就是常須檢測含量低達10-6~10-9克(痕量級)和10-9~10-12克(超痕量級)的污染物,以及研究制訂出一套能適用於測定存在於大氣、水體、土壤、生物體和食品中的痕量和超痕量的污染物的分析方法。例如已測定太平洋中心上空空氣中鉛的含量為1ppb,南北極則低於0.5ppb。南極洲冰塊中的DDT含量為0.04ppb;雨水中汞的平均含量為0.2ppb;人體中鈾的平均含量為1ppb。這些成果是依靠痕量或超痕量分析技術取得的。加強對新的靈敏度高、選擇性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究,成為今後環境分析化學的發展方向之一。
環境分析樣品前處理
(sample pretreatment methodologies in environmental analysis)
由於環境樣品具有被測物濃度低,組分復雜,干擾物質多,同種元素以多相形式存在,易受環境影響而變化等特點,通常都要經過復雜的前處理後才能進行分析測定。經典的前處理方法,如沉澱,絡合,衍生,吸附,萃取,蒸餾,乾燥,過濾,透析,離心,升華等,靠人工操作,重現性差,工作強度大,處理周期長,又要使用大量有機溶劑等.因此樣品前處理預分離是環境分析中最薄弱的環節,而也是現環境分析化學,乃至分析化學中一個重要的關鍵環節,前沿研究課題。它包括了各種前處理新方法與新技術的研究及這些技術與分析方法在線聯用設備的研究兩個方面.
新方法與新技術中較為成熟的有:
1,固相萃取法(solid-phase extraction,SPE)
其原理是根據樣品中不同組分在固相填料上的作用力強弱不同,被測組分與其它組分分離。主要用於處理環境水樣及可溶的固體環境樣品,也可用於捕集氣體中的痕量有機物及氣溶膠.改變洗脫劑組成,填料的種類及其它參數以達到不同分離的目的。早期以柱狀固相填料為主,近段時間來出現了厚度為1mm左右新型薄膜填料,它們截而積大,流量高,特別適合於野外現場處理樣品.
2,超臨界流體萃取法(supported liquid memberane,SLM)
該法利用超臨界流體既有與液體相仿的高密度,具有較大的溶解能力,又有與氣體相近的高擴散率,因此能有效地從固體內部將被測的溶質萃取出來。它特別適合於處理各種固體的環境樣品.改變超臨界流體的組成,溫度,壓力,可以有選擇地把不同的組分從樣品中先後連續萃取進行分離。既用於樣品的前處理,也用於固體廢棄物的治理.
3,固相微萃取法(solid-phase microsextraction,SPME)
它用裝在注射器針頭內的熔融石英光導纖維作載體,表面用有機固定液作塗漬處理。當它浸在樣品溶劑中時,被測物通過擴散吸附在它表面,然後轉移至氣相色譜儀的進樣口進樣,通過加熱脫附,被測物隨載氣進入色譜校進行分離和測定.該法可用於處理各種氣體和液體的環境樣品,也可用於處理固體樣品中的揮發性物質,通過改變固定液的類型與液層的厚度,可以改變方法的選擇性,提高吸附量,易於自動化,可直接處理低於10-9級的水樣,也便於和其它分析方法(例HPLC等)聯用。表-1列出幾種代表性的無,少溶劑樣品前處理方法的比較.
表-1幾種主要的無,少溶劑樣品前處理方法
前處理方法
原理
分析方法
分析對象
萃取相
缺點
頂空法(靜態頂空法,捕吹法)
利用待測物的揮發性
直接抽取樣品頂空氣體進行色譜分析;利用載氣盡量吹出樣品中待測物冷凍捕集或吸附集的方法收集被測物
揮發性有機物
氣體
靜態頂空法不能濃縮樣品,定量需要校正,吹捕法易形成泡沫,儀器超裁
超臨界流體萃取
利用超臨界流體密度高,粘度小對壓力變化敏感的特徵
在超臨界狀態下萃取待測樣品,通過減壓,降溫或吸附收集後分析
烴類及非極性化合物,以及部分中等極性化合物
CO2,氨,乙烷,乙烯,丙烯,水等
萃取裝置昂貴,不適於分析水樣
膜萃取
膜對待測物質的吸附作用
由高分子膜萃取樣品中的待測物,然後再用氣體或液體萃取出膜中的待測物
揮發,半揮發性物質,支載液膜萃取在不同pH值下能離子化的化合物
高分子膜,中空纖維
膜歲待測物濃度變化有滯後性,待測物受膜限制大
固相萃取
固相吸附劑對待測物的吸附作用
先用吸附劑吸附在用溶劑洗脫待測物
各種氣體液體及可溶的固體
盤狀膜,過濾片,固相萃取伎
回收率低,固體吸附劑容易被堵塞
固微相萃取
待測物在樣品及萃取塗層之間的分配平衡
將萃取纖維暴露在用品或其頂空中萃取
揮發,半揮發性有機物
具有選擇吸附性的塗層
萃取塗層易磨損,使用壽命有限
4,加速溶劑萃取法(簡稱ASE)
這是一種全新的萃取方法,它可以顯著提高樣品前處理的速度。溶劑被泵入盛有樣品的萃取池後,加溫加壓,數分鍾後,萃取物從加熱的萃取他中輸送到收集瓶中供分析中.萃取步驟全程自動化,並且可以多次萃取,快速省時,溶劑消耗量少。以分析土壤中有機氯農葯為例,首先要用大量有機溶劑將其從基體中提取出來.新近頒布和即將出台的環保法規對實驗室使用溶劑在許多方面作出了嚴格的限制。為適應這種變化,加速溶劑萃取作為減少溶劑消耗量的固體樣品前處理技術應運而生.與傳統方法相比較,加速溶劑萃取更方便,快速,溶劑用量少,其重現性與超聲萃取相當。並且避免了使用超聲萃取所帶來的多次清洗的問題.
表-2示出水中優先檢測有機污染物600系列標准分析方法,經過適當的前處理步驟,便可發展為相應污染物在飲用水(500系列)和固體廢棄物(8000系列)中的標准分析方法,這些方法與各自前處理的操作步驟實際上是相應的。
表-2USEPA 500,600和8000系列方法編號對照表
污染物名稱
500系列
(飲用水)
600系列
(廢水)
8000系列
(固體廢棄物)
主要分析方法
揮發性鹵代烴
502.1
601
8010
GC/OHD,ECD
揮發性有機物
502.2
8015
揮發性芳烴類
503.1
601
8020
GC/PID
丙烯醛,丙烯腈
603
8030
GC/FID
二溴乙烯,二氯氮丙烷
504
酚類
604
8040
GC/FID',EC
有機鹵化物,農葯急PCBs
505
聯苯胺類
605
鄰苯二甲酸酯類
506
606
8060
含N,P農葯
507
亞硝胺類
607
GC/NPD'TEA
有機氯農葯及PCBs
508/508A
608
8080
GC/ECD
硝基芳烴及異佛爾酮
609
8090
GC/EC,FID
多環芳烴類
610
8100
LC/UV,熒光,GC/FID
鹵代醚類
611
GC/OHD
鹵代烴類
612
8120
GC/ECD
2,3,7,8-TCDD
613
GC/MS
有機磷類
8140
有機氯除草劑
515
8150
揮發性有機物
524-2(60重)
624
8240
GC/MS
半揮發性有機物
525
625
8250
GS/MS
各種色譜技術的進展
1,毛細管氣相色譜技術的不斷發展和應用
高靈敏度,高選擇性氣相色譜檢測器和GC,MS的發展奠定了USEPA 1979年底公布的114種水中優先檢測有機污染物分析方法的基礎,而毛細管氣相色譜的應用大大提高了分離效率和分析速度,使方法簡化,凈化損失減少,近20年來,毛細管柱管材由金屬改變為玻璃,再發展為熔融石英,解決了管壁對分析的干擾和操作技術的可靠性。毛細管柱固定相,高分子液晶固定相,高分子冠醚新固定相的研製,柱表面去活性處理(如輻射處理),尤其是化學鍵合交聯固定相的研製成功,使大批重要污染物(包括眾多異構體)有了可靠的測定方法.採用無分流進樣和柱上進樣技術解決了柱容量小和熱不穩定試樣的分解問題。近幾年來發展的0.53mm,0.75mm內徑的寬口徑毛細管柱進一步解決了柱容量小的問題,使它們直接與氣提設備相接,簡化了揮發性化合物的分析步驟,而且更有利於與靈敏度稍差的檢測器匹配。組合柱技術,化學衍生技術(包括柱前,柱後)等,不但可提高分辨能力或靈敏度,並在一定程度上解決了某些揮發性較差的化台物的監測.高靈敏,高選擇性的檢測器仍在不斷發展,例如化學發光檢測器,TEA,離子化檢測器,酶抑制劑熒光監測器等,再加上多維色譜的應用,多監測器聯用,特別是GC與MS及其它儀器的聯用,使GC在環境分析,色譜分析中仍將繼續占據優勢。徐曉白等綜述了色譜技術研究我國大氣污染的現狀,對環境中潛在致癌物質,如多環芳烴和硝基多環芳烴進行了研究和探討.並對我國若干城市大氣中痕量元素的溫室效應和有害有毒顆粒物進行了研究。EPA已將毛細管氣相色譜作為常規監測技術,GC—TID(離子阱檢測器)在提高靈敏度方面有特色.我國在這方面,無論是儀器的生產或毛細管柱的研製都有較好基礎,今後可能在開辟色譜新技術,提高質量,降低價格以及系列處方固做出更多貢獻。在1998年召開的第七次全國色譜學術報告會上發表了350多篇論文,其中1/6與環境樣品有關,這也反應了我國色譜分析在環境分析化學中的重要作用.
近段時間江桂斌研製的表面發射火焰光度檢測方法(Quartz surface inced lurninescene-FPD)在國際上首次將由石英錶面引發的發射(QSIL)原理用於定量分析,引起學術界的高度評價,並獲國家發明專利。該研究工作提供了一種高靈敏度火焰光度檢測器.和現有商品儀器相比,它有三個優點:(1)色譜柱直接插入燃燒頭的頂端,避免了樣品的擴散等造成的色譜峰展寬等現象。(2)改變了傳統的氫火焰燃燒方式,使火焰的穩定性得到根本的提高.(3)通過改變火焰的發射介質,導致了發射機理的根本變化,獲得了強度很大的發射光譜。與一般氣相色譜火焰光度方法相比,靈敏度提高100—1000倍.用該系統已很好地分離和測定了各種介質中不同形態的有機錫化合物,最低檢測限在30fg—2.3pg.另外,已證明這一原理可以推廣到硫,磷化合物,有機硒,有機鉛等化合物的定量分析。
1997年在美國召開的21世紀環境實驗室 (environmental laboratory moving for the 21 century)研討會後,對現場監測和可移動實驗室的設計與研究,出現了一個新的發展方向.如攜帶型色譜儀已開始在現場環境分析中應用。1998年匹茨堡會議上,已出現了商品.我國也正在研製毛細管攜帶型色譜儀。在微型化過程中,常規色譜檢測器的微型化技術是這一領域的制約因素.
色譜進樣技術:發展很快,枝頭進樣(oncolumn),分流/無分流進樣(split/splitless)吹捕法(purge and trap)進樣等技術已成為實驗室的常規方法。色譜校的發展也日新月異.法國研製的用一種平行的多毛細管往系(含有900根1m長,40μm內徑的毛細管,塗層厚度為0.2μm)成功地分離和測定了多種有機錫化合物。分離時間由常規毛細管柱的5—10min縮短到30s.
2,高效液相色譜的廣泛應用
80年代以來,HPLC儀器的增長速度一直據首位,據估計1983年世界HPLC的銷售額己超過GC.這是出於GC主要適用於測定較易揮發的污染物,但70%以上的化合物是低揮發性,大分子量或熱不穩定的,不進行衍生化就不能直接用GC法測定,而HPLC法恰好彌補了這方面的不足,所以後者在環境分析中越來越多地得到應用。金祖亮曾統計Analytical Abstract引述文章的情況;1980年應用HPLC的文章數量僅為引用GC的文章數量的1/5,而到1989年則幾近一半.HPLC的解析度雖不如毛細管氣相色譜(HRGC).但也有用它一次直接分析32種優先檢測污染物的成功例子,縮小柱徑和採用3μm填料可提高解析度。己製成的3—7cm商品柱的柱效可達5000一10000理論塔板/m,用它進行環境樣品的常規分析,1min就能完成一次測定HPLC的柱後反應,檢測靈敏度可達pg級,是現迅速發展的領域.另外發展類似GC上用的更為通用型的檢測器,例如HPLC-FID,HPLC-ECD,HPLC—TID,HPLC—NPD和HPLC-FPD等是另一傾向。
微孔柱的應用促進了LC-MS的發展,由於溶劑的減少,與MS介面的問題迎刃而解,已可進行常規檢測.不過由於用微孔柱分析速度較慢,其它的介面例如熱噴射(thermospray),電噴霧(electrospray),粒子束(particle beam)等介面技術配合更為理想。如用HPLC法分級預分離,在系統分析中能使被檢出的污染物數目增加數倍.
3,超臨界流體色譜的發展
超臨界流體在化學分離中的應用並與計算機技術的成功結合,製成了現代化的SFC儀,引起了分析界的興趣。近段時間來商品毛細管SFC的問世在環境分析化學中得到較廣泛的關注.由於該方法的特點是採用超臨界的流體作為流動相,可填補GC與HPLC的空隙,適用於極性化合物,熱不穩定,化學性質活潑,分子量高及揮發性化合物等復雜混合物的分離,測定,理論計算推斷毛細管SFC分離效率與GC相近,而比HPLC高。因此SFC兼具GC與HPLC的優點.
SFC常用的流動相為CO2,但現有更多的流體可供選用。還可能用不同流體及不同成分比的組合,因此分析方法可以有相當多樣化選揮.還能起到選擇萃取預分離的作用。這樣既可節省溶劑,減少萃取時間,又可能減少預處理過程中引起的污染.
現公認SFC可貴的另一主要原因是因為它能和一系列檢測系統聯用。一般說來,GC與HPLC的檢測器在SFC上均可應用,常用的有FID,FPD,ECD,UV和熒光等.新的檢測器,如化學發光硫檢測器,測定硫化合物的靈敏度可達數十至100pg,線性范圍為103.SFC與MS及FT-IR的聯用亦已獲得成功。現與—般EI,CI相似的質譜圖可從SFC-FTIR獲得,而且靈敏度尚佳.
已報道應用SFC的對象有農葯,染料,有機酸,表面活性劑及葯物等。其中以農葯及其代謝物測定的報告較多.
4,離子色譜[IC]的應用
由於IC具有操作簡便,快速,選擇性好,靈敏度和推確度均較高,而且能進行多組分同時測定等優點,隨著離子色譜的發展,已逐漸應用於環境分析。首先在陰離子分析方而,發展很快.近幾年由於梯度淋洗,柱和檢測器等的進一步發展,已能應用IC測定陽離子,過渡金屬,金屬絡合物。區分不同價態,直至分析有機化合物等.
5,毛細管電泳
近段時間來,毛細管電泳在環境化學中的應用正在逐步擴大,包括污染物與DNA加合物的分析,正辛酵—水分配系數的測定以及動物體內甲基汞的測定等,並且已發表了數篇綜述,由於毛細管電泳的持點:樣品需要量小,高分離效率,柱價格低,易清洗,試劑耗費量小,方法簡單,分析時間短等,使其在分離環境污染物時擁有獨特優勢,可以作為一種與GC和HPLC相互補充的新的污染物分析手段。Yan等採用填充拄毛細管電色譜,在45min以內分離了16種EPA優先檢測PAHs.採用CZE(毛細管區帶電泳)模式可在24min內分離酚及其10種衍生物,改變分析條件可在5min內就能實現對12種酚類化合物的快速分離。也有關於分離二惡英TCDD,PCB異構體,光學異構體的報導,MEKC(micellar electrokinetic chromatography膠柬電動色譜)分離分析膠類化合物獲得成功.毛細管電泳曾用來分離百草快和殺草快,磺醯脲,苯氧基酸等。此類工作既涉及除草劑對映體或異構體的分離,又包括分析農作物上除草劑的殘留和水中的除草劑.現毛細管電泳分離分析環境污染物的研究在不斷深入和擴大,但很多工作集中在分離標准樣品上,應用於實際環境樣品分析的還相對較少。就其主要原因,主要是檢測器靈敏度不夠和要求新的樣品預處理方法等.但總的來看前景是十分光明的。
聯用技術
聯用技術是現分析化學中的熱點,在環境分析中由於樣品的復雜性,測量難度大,對信息的要求又高,用一種儀器的單項技術很難解決.GC/MS在環境分析化學,特別是在環境有機分析中應用的成功經驗已不必贅述,其中尤以四級質譜的引入再結合微型計算機系統的檢索,使其在美國環保局系統中的常規檢測費用可與GC相比,有時甚至低於後者。MS本身的發展,開拓了這類聯機的應用范圍,而GC與元素分析儀器的聯用使其威力引伸到無機物或金屬有機物等的分析.用HPLC替代聯機中的GC雖然有溶劑去除的難題,但對與FT-IR,NMR等的聯用尚有方便之處,另外結合熱噴射,電噴霧,軟電離離子化等介面技術,不但解決了LC/MS聯用的主要障礙,使分析的對象可擴展至揮發性低的化合物,而且使SFC,IC等與MS的聯用也獲得成功,表-3示出環境分析中的若干聯用技術,從中可以看到聯用技術及其組合方式正在迅速增加。
三聯與四聯儀器系統乃至多機一體化等的出現是當前環境分析化學,環境分析儀器發展的新動向.另外,如進樣流動注射(FIA)等技術的引入也將使環境樣品分析自動化,快速化等達到新的高度。
表-3 環境分析化學中的聯用技術
聯用技術
應用舉例
GC-AAS
石油中乙基鉛化合物,絡合物,魚中汞化合物
GC-AES(原子發射光譜)
有機錫化合物,甲硅烷化醇類
GC-MES(微波等離子體發射光譜)
元素選擇性檢測
GC-AFS(原子熒光光譜)
四乙基鉛
GC-ICP-AES(DCP,MIP)
烷基鉛,有機硅(Mn,Hg,Cr)
GC-MS
普遍應用(揮發性,半揮發性化合物,衍生物)
GC-FTIR
柴油機尾氣顆粒物中硝基多環芳烴
GC-MS-FTIR
GX-TEA
亞硝胺
HPLC-AAS
四烷基鉛,有機錫
HPLC-ICP-AES
VB12中CO,蛋白質中金屬,Fe,As,Hg,Cu;螯合物狀態分析,同位素稀釋
HPLC-ICP/MS;HPLC-FTIR;HPLC-TEA
HPLC-MS
Thermospray,Particle Beam/MAGIC
HPLC-NMR
10-4g,多組分電噴霧中半揮發性及非揮發性物質
HPLC-FTIR/MS
MS/MS(可與GC或HPLC聯用)
10-11-10-12g(PCDD,PCDF)
SFC-FID,UV等
偶氮,蒽醌,苯胺類染料,PAH
SFC-MS,FTIR或NMR
農葯等
IC-ICP
1-100×10-9級地表水
ICP-MS
0.1-10×10-9級(檢測下限可達0.01)海洋生物中Al,Mn,Cu,Ni,Co,Zn,Sn,Cd,Ba,La,Ce,Th,U
GC-QSIL-FPD(氣相色譜表面發射火焰光度檢測)
水中有機錫,鉛,汞,鍺,硒等形態分析以及生物樣品等,靈敏度達0.7-2.3pg(檢出限)有機錫
在無機物的分析方面,IC與檢測儀器的聯用,尤其是各種進樣方式的ICP與MS的聯用在痕量元素分析中已成為重要的分析技術前沿。由於後者的高靈敏度(檢出限達l0—60pg/mL),高選擇性,線性范圍寬,以及多種元素的同時測定,和可進行在線分析等已使USEPA將ICP-MS列為可行的常規分析手段.
與生物學科的結合的環境分析化學
1,生物試驗指導的分離分析
生物試驗指導的分離分析發展於80年代初,是有機污染物分析的重要發展方向之一。現環境樣品中的致癌,致畸變,致突變性成份是人們主要關心的對象,由於醫學還不能完全控制和治癒嚴重威脅人類生命的癌症,而流行病學又指出,人類70%—90%的癌症是由於環境中的致癌物所引起,短期生物試驗的發展(如Ames試驗)提供了在短期內初步評價研究對象三致特性的可能,且費用較為低廉,靈敏度高,選擇性好,結合化學分離和鑒定,就有可能從復雜的環境試樣中有效地篩選出活性組分,獲得新的結果,環境中潛在致癌物硝基多環芳烴的發現即是一例.較近的研究表明大氣飄塵中不但存在硝基多環芳烴,而且有羥基硝基多環芳烴,後者的致突變性有時比前者為高。在氣體研究中也得到相應的結果,這些結果促進了環境污染活性的研究.生物指導的活性發現是生物學科與分析學科結合的產物,它將在環境科學研究中發揮更大的作用。
2,新的分析方法——生物監測:免疫分析
常規的環境分析有時對大批復雜試樣不能及時迅速報出結果,在這方面某些生物監測方法卻能起到很好的作用.免疫試驗就是一個很好的例子,後者近幾年在環境方面的應用有很大的成就,並已在區域性環境質量評價中得到應用。免疫試驗優點很多:價格便宜,靈敏度高(如1ng),前處理方法簡便.有利於大量監測某種確定的對象,還有可能進行實時分析,因此前景誘人。在《分析化學前沿》有關環境分析若干進展中已報道免疫分析在農葯,致癌物,甚至DNA加合物方面試驗的一些數據.由此得知其靈敏度甚高。美國EPA,AOAC,IUPAC已組織過多次專業會議,今後有希望在環境監測中得到更多應用.
此外,各種類型的生物感測器和生物標記物的開發與應用亦將有廣泛的前途。
❺ 中葯分析中最常用的分析方法是
中葯分析中最常用的分析方法是色譜分析法。
色譜分析的實際應用:
色譜分析是儀器分析領域中發展迅速,研究和應用十分活躍的領域之一。
由於色譜分析可以連續對樣品進行濃縮、分離、提純及測定,使其成為每一個分析工作者普遍採用的分析、檢測手段,並已廣泛應用宏塵滑於石油、化工、食品、醫葯、衛生、冶金、地質、農業、環境保護等各個行業中,可以說只要有分析任務的地方都在使用色譜分析法。
近二三十年來發展的氣相色譜一質譜(GC-MS)聯用技術、離子色譜(IC)、超臨界流體色譜(SFC)、毛細管區帶電泳(CZE)等技術使色譜分析領域兄亂更是充滿了活力。
尤其是毛細管電泳技術,具有分離效率高(柱效達100萬以上理論塔板數/m),樣品用量小(10-6~10-9 mL)、靈敏度高(檢出限低至10-15~10-20 mol·L-1),分離速度快(小於10 min)等特點,適用於離子型大分子,如氨基酸、核酸、肽及蛋白質的分析。
甚至細胞和病毒等的快速、高效測定,在生物分析及生命科學領域中有極為廣闊的應用前景。
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❼ 色譜法分幾種
2. 液相色譜法 (liquid chromatography 簡稱 LC)用液體作流動相的色譜法。 3. 超臨界流體色譜法 (SFC) 用超臨界狀態的流體作流動相的色譜法。 超臨界狀態的流體不是一般的氣體或流體 , 而是臨界壓力和臨界溫度以上高度壓縮的氣體 , 其密度比一般氣體大得多而與液體相似 , 故又稱為 「 高密度氣相色譜法 」 (二)按分離原理分 1. 吸附色譜法( adsorption chromatography ): 根據吸附劑表面對不同組分物理吸附能力的強弱差異進行分離的方法。 如:氣一固色譜法、液-固色譜法——吸附色譜 2. 分配色譜法 (partition chromatography ): 根據不同組分在固定相中的溶解能力和在兩相間分配系數的差異進行分離的方法。 如:氣-液色譜法、液-液色譜法——分配色譜 3. 離子交換色譜法(ion exchange chromatography ) 根據不同組分離子對固定相親和力的差異進行分離的方法。 4. 排阻色譜法( size exclusion chromatography): 又稱凝膠色譜法 (gel chromatography ), 根據不同組分的分子體積大小的差異進行分離的方法。 其中:以水溶液作流動相的稱為凝膠過濾色譜法 ;以有機溶劑作流動相的稱為凝膠滲透色譜法。 5. 親合色譜法 (affinity chromatography) 利用不同組分與固定相共價鍵合的高專屬反應進行分離的方法。 (三)按固定相的形式 1. 柱色譜法(column chromatography ): 固定相裝在柱中 , 試樣沿著一個方向移動而進行分離。 包括 填充柱色譜法:固定相填充滿玻璃管和金屬管中 開管柱色譜法:固定相固定在細管內壁(毛細管柱色譜法) 2. 平板色譜法 (planer chromatography ): 固定相呈平面狀的色譜法。 包括 紙色譜法: 以吸附水分的濾紙作固定相; 薄層色譜法:以塗敷在玻璃板上的吸附劑作固定相。|||色譜法(又稱層析法)根據其分離原理可分為:吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜與排阻色譜等。吸附色譜法是利用被分離物質在吸附劑上被吸附能力的不同,用溶劑或氣體洗脫使組分分離;常用的吸附劑有氧化鋁、硅膠、聚醯胺等有吸附活性的物質。分配色譜是利用被分離物質在兩相中分配系數的不同使組分分離;其中一相被塗布或鍵合在固體載體上,稱為固定相,另一相為液體或氣體,稱為流動相。常用的載體有硅膠、硅藻土、硅鎂型吸附劑與纖維素粉等。離子交換色譜是利用被分離物質在離子交換樹脂上交換能力的不同使組分分離;常用的有不同強度的陽、陰離子交換樹脂,流動相為水或含有機溶劑的緩沖液。分子排阻色譜法又稱凝膠色譜法,是利用被分離物質分子量大小的不同導致在填料上滲透程度不同使組分分離;常用的填料有分子篩、葡聚糖凝膠、微孔聚合物、微孔硅膠或玻璃珠等,根據固定相和供試品的性質選用水或有機溶劑作為流動相。 色譜法又可根據分離方法分為:紙色譜法、薄層色譜法、柱色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。所用溶劑應與供試品不起化學反應,純度要求較高。分析時的溫度,除氣相色譜法或另有規定外,系指在室溫操作。分離後各成分的檢出,應採用各品種項下所規定的方法。採用紙色譜法、薄層色譜法或柱色譜法分離有色物質時,可根據其色帶進行區分,分離無色物質時,可在短波(254nm)或長波(365nm)紫外光燈下檢視,其中紙色譜或薄層色譜也可噴以顯色劑使之顯色,或在薄層色譜中用加有熒光物質的薄層硅膠,採用熒光猝滅法檢視;柱色譜法、氣相色譜法和高效液相色譜法可用接於色譜柱出口處的各種檢測器檢測;柱色譜法還可分部收集流出液後用適宜方法測定。|||氣相色譜法系採用氣體為流動相(載氣)流經裝有填充劑的色譜柱進行分離測定的色譜方法。物質或其衍生物氣化後,被載氣帶入色譜柱進行分離,各組分先後進入檢測器,用記錄儀、積分儀或數據處理系統記錄色譜信號。 高效液相色譜法是用高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,經進樣閥注入供試品,由流動相帶入柱內,在柱內各成分被分離後,依次進入檢測器,色譜信號由記錄儀或積分儀記錄。 氣相色譜和液相色譜各有其優缺點和應用范圍: 氣相色譜採用氣體作為流動相,由於物質在氣相中的流速比在液相中快得多,氣體又比液體的滲透性強,因而相比液相色譜,氣相色譜柱阻力小,可以採用長柱,例如毛細管柱,所以分離效率高。 由於氣相色譜毋需使用有機溶劑和價格昂貴的高壓泵,因此氣相色譜儀的價格和運行費用較低,且不易出故障。 能和氣相色譜分離相匹配的檢測器種類很多,因而可用於各種物質的分離與檢測。特別是當使用質譜儀作為檢測器時,氣相色譜很容易把分離分析與定性鑒定結合起來,成為未知物質剖析的有力工具。 氣相色譜不能分析在柱工作溫度下不汽化的組分,例如,各種離子狀態的化合物和許多高分子化合物 氣相色譜也不能分析在高溫下不穩定的化合物,例如蛋白質等。 液相色譜則不能分析在色譜條件下為氣體的物質,但卻能分離不揮發、在某溶劑中具有一定溶解度的化合物,例如高分子化合物、各種離子型化合物以及受熱不穩定的化合物(蛋白質、核酸及其它生化物質)。|||色譜法分類 (一)按兩相物理狀態分 1. 氣相色譜法 (gas chromatography 簡稱 GC)用氣體作流動相的色譜法。 2. 液相色譜法 (liquid chromatography 簡稱 LC)用液體作流動相的色譜法。 3. 超臨界流體色譜法 (SFC) 用超臨界狀態的流體作流動相的色譜法。 超臨界狀態的流體不是一般的氣體或流體 , 而是臨界壓力和臨界溫度以上高度壓縮的氣體 , 其密度比一般氣體大得多而與液體相似 , 故又稱為 「 高密度氣相色譜法 」(二)按分離原理分 1. 吸附色譜法( adsorption chromatography ): 根據吸附劑表面對不同組分物理吸附能力的強弱差異進行分離的方法。 如:氣一固色譜法、液-固色譜法——吸附色譜 2. 分配色譜法 (partition chromatography ): 根據不同組分在固定相中的溶解能力和在兩相間分配系數的差異進行分離的方法。 如:氣-液色譜法、液-液色譜法——分配色譜 3. 離子交換色譜法(ion exchange chromatography ) 根據不同組分離子對固定相親和力的差異進行分離的方法。 4. 排阻色譜法( size exclusion chromatography): 又稱凝膠色譜法 (gel chromatography ), 根據不同組分的分子體積大小的差異進行分離的方法。 其中:以水溶液作流動相的稱為凝膠過濾色譜法 ;以有機溶劑作流動相的稱為凝膠滲透色譜法。 5. 親合色譜法 (affinity chromatography) 利用不同組分與固定相共價鍵合的高專屬反應進行分離的方法。 (三)按固定相的形式 1. 柱色譜法(column chromatography ): 固定相裝在柱中 , 試樣沿著一個方向移動而進行分離。 包括 填充柱色譜法:固定相填充滿玻璃管和金屬管中 開管柱色譜法:固定相固定在細管內壁(毛細管柱色譜法) 2. 平板色譜法 (planer chromatography ): 固定相呈平面狀的色譜法。 包括 紙色譜法: 以吸附水分的濾紙作固定相; 薄層色譜法:以塗敷在玻璃板上的吸附劑作固定相。|||還有一種現在常用的色譜即:高速逆流色譜,它屬於液-液分配色譜。利用樣品中各組分在兩相溶劑間分配比的差異,進行分離。它是不用固態載體的全液態的液-液分配色譜技術.優點:高效提純,能將樣品中有效成分提純至98%以上理論回收率為100% ,不存在樣品的不可逆吸附,極大地避免了樣品的變性問題操作簡單,無需太多樣品前處理等。相對於HPLC,溶質的分離原理僅於分配有關,避免了HPLC柱子與柱子之間的重現性差的現象。現在廣泛用於天然產物的制備分離。相關書籍參考《高速逆流色譜分離技術及應用》曹學麗 編著 化學工業出版社|||一)按兩相所處的狀態分類 液體作為流動相,稱為「液相色譜」(liquid chromatograp-hy);用氣體作為流動相,稱為「氣相色譜」(gas chromatogr-aphy)。固定相也有兩種狀態,以固體吸附劑作為固定相和以附載在固體上的液體作為固定相,所以層析法按兩相所處的狀態可以分為: 液-固色譜(liquid-solid chromatography)液-液色譜(liquid-liquid chromatography) 氣-固色譜(gas-solid chromatography) 氣-液色譜(gas-liquid chromatography)(二)按層析過程的機理分類 吸附層析(adsorption chromatography )利用吸附劑表面對不同組分吸附性能的差異,達到分離鑒定的目的。分配層析(partition chromatography)利用不同組分在流動相和固定相之間的分配系數(或溶解度)不同,而使之分離的方法。 離子交換層析(ion-exchange chromatography )利用不同組分對離子交換劑親和力的不同,而進行分離的方法。凝膠層析(gelchromatography)利用某些凝膠對於不同組分因分子大小不同而阻滯作用不同的差異,進行分離的技術。 (三)按操作形式不同分類 柱層析(colum chromatography)將固定相裝於柱內,使樣品沿一個方向移動而達到分離。紙層析(paper chrmatography)用濾紙作液體的載體(擔體support),點樣後,用流動相展開,以達到分離鑒定的目的。薄層層析(thin layper chromatography)將適當粒度的吸附劑鋪成薄層,以紙層析類似的方法進行物質的分離和鑒定。 >|||色譜法根據其分離原理可分為:吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜與排阻色譜等 色譜法又可根據分離方法分為:紙色譜法、薄層色譜法、柱色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。