气相色谱中改变

近日，第19届全国色谱学术报告会及仪器展览会在福建落幕。这次会议共吸引了包括院士、协会代表、色谱仪器生产厂商负责人等在内的900多人参加。多名与会专家向记者表示，色谱学目前的研究热点主要集中在分离材料领域，但与生产相关的应用研究数量却非常少，这种现象亟须改变。　　据了解，自从1903年俄国植物学家茨维特开创色谱法以来，人类对于色谱技术的研究已经走过110年。其间，色谱技术曾经多次直接或间接帮助科学家获得多项诺贝尔奖。　　“1938年，德国库恩因用色谱法从维生素B中分离出B6而获得了当年的诺贝尔化学奖 英国马丁开创气—液色谱法而获得了1952年诺贝尔化学奖 美国斯特恩和摩尔研制出氨基酸分析仪而获得1972年诺贝尔化学奖。”中科院院士、南京大学教授陈洪渊说。　　陈洪渊认为，色谱研究有着极为重大的意义，可以“顶天立地”。“顶天”，就是它可以摘取诺贝尔奖，是解决重大问题的关键手段 “立地”，是因为色谱是石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境保护、食品安全乃至空间探索等领域中的重要工具。　　自2010年开始，中国科学家在色谱领域所发表的文章已经超越了美国，跃居第一，其中，2012年发表文章数量高达5381篇，而10年前该数字为831篇，很显然，中国已经成为色谱研究的大国。　　未来色谱研究的热点在哪儿?陈洪渊认为将主要集中在分离材料的研究。　　中科院院士、中科院大连化物所研究员张玉奎进一步介绍说：在分离材料中，分子印迹材料与整体柱材料最受关注。由于结构预设性、高效选择性、环境耐受性等优势，可以应用于小分子及生物大分子的分离，近年来已经成为研究热点。“2012年，分子印迹相关文章发表数量已近1000篇，而10年前才不足10篇。”　　此外，离子液体、纳米材料等也是众多色谱科学家重点关注的领域。　　在欣喜于中国近年来在色谱研究领域取得的成就的同时，多名专家也指出，我国目前的研究仍存在误区——重前沿而轻应用。　　在中科院院士、中科院生态环境研究中心研究员江桂斌看来，目前，我国科学家都热衷于前沿科学研究，而对于应用性研究关注太少。总是先建立分析方法，再去寻找其可以解决的问题 而不是针对问题去建立方法。　　大连化物所研究员关亚风认为，是目前中国学术界以发表高影响因子论文为主的评价体系造成了色谱科研领域的此种境况。“就应用技术而言，10年前，各大仪器公司开发应用方法的能力就超过了很多学术及研究机构。如果评价体制不变，这种状况很难改变。”　　陈洪渊则表示，科研工作者要能坐“冷板凳”，将“井底”坐深，高影响力成果自然会水到渠成。“中国要成为色谱研究强国，需要加强原始创新，需要有世界级、有辨识度的研究成果，需要有更多的企业投入到色谱产业中来。”

近日，第19届全国色谱学术报告会及仪器展览会在福建落幕。这次会议共吸引了包括院士、协会代表、色谱仪器生产厂商负责人等在内的900多人参加。多名与会专家向记者表示，色谱学目前的研究热点主要集中在分离材料领域，但与生产相关的应用研究数量却非常少，这种现象亟须改变。　　据了解，自从1903年俄国植物学家茨维特开创色谱法以来，人类对于色谱技术的研究已经走过110年。其间，色谱技术曾经多次直接或间接帮助科学家获得多项诺贝尔奖。　　&ldquo 1938年，德国库恩因用色谱法从维生素B中分离出B6而获得了当年的诺贝尔化学奖 英国马丁开创气&mdash 液色谱法而获得了1952年诺贝尔化学奖 美国斯特恩和摩尔研制出氨基酸分析仪而获得1972年诺贝尔化学奖。&rdquo 中科院院士、南京大学教授陈洪渊说。　　陈洪渊认为，色谱研究有着极为重大的意义，可以&ldquo 顶天立地&rdquo 。&ldquo 顶天&rdquo ，就是它可以摘取诺贝尔奖，是解决重大问题的关键手段 &ldquo 立地&rdquo ，是因为色谱是石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境保护、食品安全乃至空间探索等领域中的重要工具。　　自2010年开始，中国科学家在色谱领域所发表的文章已经超越了美国，跃居第一，其中，2012年发表文章数量高达5381篇，而10年前该数字为831篇，很显然，中国已经成为色谱研究的大国。　　未来色谱研究的热点在哪儿?陈洪渊认为将主要集中在分离材料的研究。　　中科院院士、中科院大连化物所研究员张玉奎进一步介绍说：在分离材料中，分子印迹材料与整体柱材料最受关注。由于结构预设性、高效选择性、环境耐受性等优势，可以应用于小分子及生物大分子的分离，近年来已经成为研究热点。&ldquo 2012年，分子印迹相关文章发表数量已近1000篇，而10年前才不足10 篇。&rdquo 　　此外，离子液体、纳米材料等也是众多色谱科学家重点关注的领域。　　在欣喜于中国近年来在色谱研究领域取得的成就的同时，多名专家也指出，我国目前的研究仍存在误区&mdash &mdash 重前沿而轻应用。　　在中科院院士、中科院生态环境研究中心研究员江桂斌看来，目前，我国科学家都热衷于前沿科学研究，而对于应用性研究关注太少。总是先建立分析方法，再去寻找其可以解决的问题 而不是针对问题去建立方法。　　大连化物所研究员关亚风认为，是目前中国学术界以发表高影响因子论文为主的评价体系造成了色谱科研领域的此种境况。&ldquo 就应用技术而言，10年前，各大仪器公司开发应用方法的能力就超过了很多学术及研究机构。如果评价体制不变，这种状况很难改变。&rdquo

p style="text-indent: 2em "气相和液相是有机检测的两大基本仪器，占据着有机实验室的统治地位，虽然同做有机检测，但就两个仪器本身也有着较大区别，本篇文章将从流动相、固定相、分析对象、检测技术和制备分离5个方面进行比较。/pp　　气相色谱是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。同为色谱技术之一，液相色谱也是一种分离与分析技术，它的特点是以液体作为流动相，固定相可以有多种形式，如纸、薄板和填充床等。那么，气相色谱和液相色谱相比各有什么特点呢?可以从以下几个方面进行比较：/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/67f10b1e-e84f-40fc-a467-a87d254ca65a.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "流动相/span/strong/pp　　GC用气体作流动相，又叫载气。常用的载气有氦气、氮气和氢气。与HPLC相比，GC流动相的种类少，可选择范围小，载气的主要作用是将样品带入GC系统进行分离，其本身对分离结果的影响很有限。/pp　　而在HPLC中，流动相种类多，且对分离结果的贡献很大。换一个角度看，GC的操作参数优化相对HPLC要简单一些。此外，GC载气的成本要低于HPLC流动相的成本。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "固定相/span/strong/pp　　因为GC的载气种类相对少，故其分离选择性主要通过不同的固定相来改变，尤其在填充柱GC中，固定相常由载体和涂敷在其表面的固定液组成，这对分离有决定性的影响，所以，导致了种类繁多的GC固定相的开发研究。迄今已有数百种GC固定相可供我们选择使用，但常用的HPLC固定相也就十几种。/pp　　故LC在很大程度上要靠选用不同的流动相来改变分离选择性。当然，毛细管GC常用的固定相也不过十几种。在实际分析中，GC一般是选用一种载气，然后通过改变色谱柱(即固定相)以及操作参数(柱温和载气流速等)来优化分离，而LC则往往是选定色谱柱后，通过改变流动相的种类和组成以及操作参数(柱温和流动相流速等)来优化分离。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "分析对象/span/strong/pp　　GC所能直接分离的样品是可挥发、且热稳定的，沸点一般不超过500℃。据有关资料统计，在目前已知的化合物中，有20%～25%可用GC直接分析，其余原则上均可用LC分析。也就是说GC的分析对象远没有LC多。/pp　　需要指出的是，有些虽然不能用GC直接分析的样品，通过特殊的进样技术，如顶空进样和裂解进样，也可用GC间接分析。比如高分子材料的裂解色谱就是如此。这在一定程度上扩大了GC分析对象的范围。此外，GC比LC更适合于气体的分析。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "检测技术/span/strong/pp　　GC常用的检测技术有多种，比如热导检测器(TCD)、火焰离子化检测器(FID)、电子俘获检测器(ECD)、氮磷检测器(NPD)等，其中FID对大部分有机化合物均有响应，且灵敏度相当高，最小检测限可达纳克级。/pp　　而在LC中尚无通用性这么好的高灵敏度检测器。商品LC仪器常配的也就是紫外-可见光吸收检测器(UV-Vis)和示差折光检测器(RI)。前者的通用性远不及GC中的FID，后者的灵敏度又较低，且不适于梯度洗脱。当然，不论GC还是LC，都有一些高灵敏度的选择性检测器，GC有ECD和NPD等，LC有荧光和电化学检测器。较为理想的检测器应该首推MS，但在这一点上，GC目前要优于LC。/pp　　因为GC流动相的特点，它与MS的在线联用已不存在任何问题，特别是毛细管GC与MS的联用已成为常规分析方法。而LC与MS的联用就受到了流动相的限制。虽然目前已有多种接口，如离子束、热喷雾、电喷雾等，但流动相的选择还是受到明显的限制。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/dc79324a-3854-4369-a9f5-19ad962fc77f.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "制备分离/span/strong/pp　　在新产品的研究开发过程中，或在未知物的定性鉴定工作中，常需要收集色谱分离后的组分作进一步分析，而某些高纯度的生化试剂则是直接用色谱分离来制备的。就这一点而言，GC在原理上应该是有优势的，因为收集馏分后载气很容易除去。然而，由于GC的柱容量远不及LC，如果用GC作制备，那是相当费时的。因此，制备GC的实用价值很有限。制备LC则有很广泛的应用。/pp　　strong下面就来介绍一下，相比于气相色谱，液相色谱在以下三大方面所具备的优越性。/strong/pp　　1. 气相色谱不适用于不挥发物质和对热不稳定物质，而液相色谱却不受样品的挥发性和热稳定性的限制。有些样品因为难以汽化而不能通过柱子，热不稳定的物质受热会发生分解，也不适用于气相色谱法。这使气相色谱法的使用范围受到了限制。/pp　　2. 对于很难分离的样品，用液相色谱常比用气相色谱容易完成分离，主要有以下三个方面的原因：/pp　　①液相色谱中，由于流动相也影响分离过程，这就对分离的控制和改善提供了额外的因素。而气相色谱中的载气一般不影响分配，也就是说，在液相色谱中，有两个相与样品分子发生选择性的相互作用。/pp　　②液相色谱中具有独特效能的柱填料(固定相)的种类较多，这样就使固定相的选择余地更大，从而增加了分离的可能性。/pp　　③液相色谱使用较低的分离温度，分子间的相互作用在低温时更为有效，因此降低温度一般会提高色谱分离效率。/pp　　3. 和气相色谱相比，液相色谱对样品的回收比较容易，而且是定量的，样品的各个组分很容易被分离出来。因此，在很多场合，液相色谱不仅作为一种分析方法，而且可以作为一种分离手段，用以提纯和制备具有中等纯度的单一物质。/pp　　综上所述，与气相色谱相比，液相色谱在样品的适用性、分离能力以及样品回收方面都具备着一定的优越性。凭借着技术上的这些优势，液相色谱得以在更多领域得到广泛应用。/p