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| 浅析色谱领域技术进步与发展 |
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色谱分析是目前为活跃的分析化学分支学科之一，也是物质分离分析的重要手段，在环境、生化、精细化工产品分析等领域的应用日益普遍，几乎在所有的领域都涉及到色谱法及其相关技术的应用。从经典的平板色谱到柱色谱法，从气相色谱法、高效液相色谱法、超临界流体色谱法到毛细管电泳和电色谱等，都在科学研究和工业生产中发挥着重要作用。色谱技术起源古罗马人曾用一块布或一片纸来分析染料和色素，到100多年前，德国的化学家对此方法作了改进，使其具有更好的重现性和定量能力，这项技术后来发展成了今天的纸色谱技术。1901年俄国植物学家采用碳酸钙作吸附剂，分离了植物色素，后在1903年次提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。1906年，这种方法被正式命名为色谱法，但由于分离速度慢效率低，并未引起重视。直至1931年德国科学家采用类似方法分离了胡萝卜素等60多种色素，色谱方法被广泛熟知应用。气相色谱技术发展与应用自1952年世界上第1次创建实用气液色谱法以来，气相色谱仪作为现代分析检测仪器的代表，已发展成为一个有相当生产规模的产业，并形成了具有相当丰富的检测技术知识的学科。气相色谱法由于其具有分离效能高、分析速度快、选择性好等优点而被广泛应用于环境样品中的污染物分析、药品质量检验、天然产物成分分析、食品中农药残留量测定、工业产品质量监控等领域。随着新型气相色谱仪器、检测器、数据分析方法的出现，气相色谱的应用领域必将越来越广阔。气相色谱和其他技术的联用，近年来也得到了十分迅速的发展。主要是与质谱、光谱等联用，与化学反应联用，与计算机联用等。气相色谱是分离复杂混合物的有效工具，但不能对未知物进行定性鉴定；质谱、光谱、核磁又是鉴定未知物结构的有效工具，但要求所分析的样品尽可能简单，而不是复杂混合物。因此色谱和这些技术的联用是剖析复杂混合物中未知物结构的公认的有效工具。近年来发展的特点是将两种技术直接联用，免除中间收集冷凝等步骤， 从而使分析时间缩短，样品用量减少。目前市场上销售的有机质谱仪、磁质谱、四极杆质谱、离子阱质谱、飞行时间质谱(T0F)、傅立叶变换质谱(FTMS)等均能与气相色谱联用。随着接口技术的不断更新，接口设备越来越小、简单，外形更轻便，GC-MS联 用的功能更为强大，GC-TOFMS其分辨率可达5 0M左右。 GC-MS联用在分析检测和科研的许多领域起着重要作用， 特别是在许多有机化合物常规检测工作中成为一种必备工 具。在环保、卫生、食品、农业、石油、化工等行业得到广泛应用。液相色谱技术的发展与应用液相色谱技术开始阶段，是用大直径的玻璃管柱在室温和常压下用液位差输送流动相，称为经典液相色谱法。液相色谱是一类分离与分析技术，其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。经典液相色谱的流动相是依靠重力缓慢地流过色谱柱，因此固定相的粒度不可能太小。分离后的样品是被分级收集后再进行分析的，使得经典液相色谱不仅分离效率低、分析速度慢，而且操作也比较复杂。直到20世纪60年代.发展出粒度小于10μm的高效固定相，并使用了高压输液泵和自动记录的检测器，克服了经典液相色谱的缺点，发展成高效液相色谱。高效液相色谱法是目前各种色谱模式中应用广的一个领域，在化合物的分析方面，世界上约有80% 的化合物，包括高分子化合物、离子型化合物、热不稳定化合物以及有生物活性的化合物都可以用不同模式的HPLC(如正相 HPLC、反相 HPLC、离子交换色谱和离子色谱、体积排除色谱、亲合色谱等等) 进行分离分析。高效液相色谱是从气相色谱和液相色谱发展而来的，它的结构和操作流程较完善。高效液相色谱法及其联用技术新的研究与发展，在化工生产、制药工业、食品工业、生物化工、医学临床检验和环境监测等领域获得了广泛的应用，许多其他检测方法与高效液相色谱法相比，经过长期反复验证它们的可行性、准确性、精密性和效率，终都因不如高效液相色谱法稳定、可靠、高效被淘汰。由此可见，高效液相色谱法不仅对现在具有非凡的意义，在不久的将来也具有相当广泛的发展前景超临界流体色谱技术的发展与应用超临界流体色谱法是以超临界流体作为流动相的一种色谱方法。超临界流体，是指既不是气体也不是液体的一些物质，它们的物理性质介于气体和液体之间。超临界流体色谱技术是20世纪80年代发展起来的一种崭新的色谱技术，它具有气相和液相所没有的优点，并能分离和分析气相和液相色谱不能解决的一些对象。应用十分广泛，发展十分迅速。据行业内人士估计，至今约有全部分离的25%涉及难以对付的物质，通过超临界流体色谱能取得较为满意的结果。超临界流体具有对分离极其有利的物理性质，这些性质恰好介于气体和液体之间。超临界流体的扩散系数和粘度接近于气相色谱，因此溶质的传质阻力小，可以获得快速高效分离。另一方面，其密度与液相色谱类似，这样就便于在较低温度下分离和分析热不稳定性相对分子质量大的物质。另外，超临界流体的物理性质和化学性质，如扩散、粘度和溶剂力等，都是密度的函数。因此，只要改变流体的密度，就可以改变流体的性质，从类似气体到类似液体无需通过气液平衡曲线。超临界流体色谱法被广泛应用于环保、医药、食品和农业等领域。毛细管电色谱技术的发展与应用毛细管电色谱技术是在毛细管电泳和微柱高效液相色谱的基础上发展起来的一种新的分离技术。由于技术上的限制，直到90年代，毛细管电色谱的研究才得到较快的发展。目前，毛细管电色谱在药物分析方面的研究中独占鳌头，集中在与药物相关的杂质分离和手性药物的分离，分析对象以中性药物和多环芳香化合物为主。随着毛细管电色谱技术的不断完善和提高，后期将在生物技术、环境保护、农业化学、精细化工产品、食品工业等领域的分析中得到应用。按照毛细管电色谱技术目前的发展势头，在可预计的将来，CEC作为一种发展中的分离技术，将有更广泛的应用前景。从色谱法创立以来，无论是在色谱基础理论、新的分离模式、新型固定相设备、色谱及毛细管电泳仪器等的研制与改进，还是在它的实际应用方面都得到迅速发展。在色谱柱型方面，目前普遍采用的都是经典的色谱柱。而毛细管柱非常适用于痕量分析且分析速度快、样品消耗少，是未来色谱柱型发展方向之一。可以预见，未来色谱技术将向与其他技术联用、高精度、高灵敏度和微型化方向发展。
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