簡述色譜分析技術在化工分析領域的應用

牟志娟 許叢琳 李大文（日照安科檢測評價技術有限公司，山東 日照 276800）

色譜分析技術是20 世紀發展起來的一種有效的分析與分離技術，又稱色層分析，簡稱層析。在化學工業產品的生產中，往往會出現許多不可避免的誤差，而色譜分析技術作為一種減小誤差的應用技術，在化工分析領域展現出了強大的生命力與實用性。

1 化工分析概述

化工分析技術是對化學工業產品的分析，因為化工產品在生產過程中，原料和產品會受到一系列外界因素的影響，其中的化學反應就會差生一些誤差，而化工分析技術就會在一定程度上減少或杜絕這種誤差的產生。一般說來，在化學原料和化學物質的反應中，其中的化學性質會產生變化，而化工技術就是對變化涉及到的化學物質的性質變化進行監測分析，并嚴格把控與檢測化工產物的質量。儀器分析和定量分析是化工分析的常見手段，也是當前比較常用的手段[2]。

2 色譜分析技術概述

色譜分析技術是一種依據物質性質（溶解性、極性、離子交換能力、分子大小等）的不同的分析技術，當流動相攜帶樣品流經固定相時，樣品各組分在兩相中不斷的重新分配，最終達到分離與提純，以便于對樣品進行定性和定量分析，具體過程如圖1。在分類上，常見的色譜分析法主要有兩種，即液相色譜分析法和氣相色譜分析法。

圖1 混合物在色譜柱中的分離過程示意圖

3 在化工領域應用色譜分析技術的必要性

3.1 節約成本，提高經濟效益

色譜分析技術在國內外已經較為成熟，色譜分析技術可以應用于化學產品生產中，減少或避免化工企業的經濟損失，從而提高經濟收益，另外，目前的色譜分析的設備也經過了改良換代，較為成熟完善，無論在技術水平還是檢驗水平上都有著準確度高的特點。

3.2 加深材料認識

按照分離原理，色譜分析可分為吸附、分配、空間排斥、離子交換、親和及手性色譜法等諸多類別，從中可以看出色譜分析的全能性，因此在對材料的認識上，可以更加全面的了解所檢測對象或者化工材料的內部結構和性質。并且對材料認識的加深可以更進一步了解到化工材料需要改進的地方，為更加環保、無毒、經濟效益強的化工原材料的出現奠定基礎。

3.3 定量分析靈敏準確

在色譜分析技術中，常用的就是氣相色譜分析和液相色譜分析，相對于氣相色譜分析，液相色譜分析的適用范圍較廣，但這兩種分析技術都能夠從樣品中精準靈敏的檢測到化學物質，并且對化學物質進行分離與定量。能夠充分氣化的樣品適合氣相色譜分析，這類樣品通常沸點較低、分子量較小，氣相色譜通過升溫程序和不同類型的色譜柱對樣品進行檢測、分離、定量，且操作較為簡單便利，過程和結果擁有高效、靈敏準確等特點[3]

3.4 增強生產整體性

色譜分析法可以更好了解化工生產過程中的許多細節，例如化學物質之間的反應、反應的結果等，對于整個生產流程有更好的了解，并且通過分析結果，企業可以及時調整生產環節中出現的問題，推動生產流程的高效快速發展。

4 色譜分析技術在化工分析領域實際應用狀況

色譜分析可以對樣品進行濃縮、分離、提純及測定。在多個領域都有色譜分析技術的應用，例如石油、化工、食品、農業、衛生、醫藥、冶金、地質等，有需要分析的地方就會有色譜分析的影子。在色譜分析技術中，毛細血管電泳技術的發展尤為矚目，適用于氨基酸、核酸、肽及蛋白質的分析，在細胞和病毒的分析上也頗有建樹。

4.1 檢測藥物殘留

在農業上，色譜分析中的氣相色譜分析法可以對農藥存留及其殘留量做出測定，可以檢測出氨基酸、激素和各種維生素等，另一方面，也可以對金屬離子進行檢測，液相色譜分析法可以對農藥和核酸進行分析，包括一些金屬元素和無機離子。有利于降低我國農作物對身體的危害性，保證國民健康。

4.2 檢測環境污染

氣相色譜分析法可以對大氣中含有的CO2，SO2，H2S，甲烷等進行檢測分析。在短時間內，色譜分析技術可以檢測到大氣中污染物的含量和類型，為環境的整改提供數據依據[4]。

4.3 分析永久性氣體、烴類液體

在石油化工行業，永久性氣體、烴類液體是常見的原料和產物，色譜分析技術可以檢測永久性氣體、烴類液體的密度和存留含量，完成對其的分析和分離。

4.4 藥物分析

醫學化工屬于化工行業，自然，色譜分析技術也可以應用到醫學化工領域。通過色譜分析技術，相關人員可以完成對藥物物質的定向與定量分析，可以幫助相關醫學人員優化生產工藝，在藥物質量與標準上，色譜分析技術也可以利用其技術優勢，促進藥物質量安全與標準的機制構建，推動我國醫藥行業的發展。

4.5 檢測脂肪酸類

在傳統的化學分析領域，比色法是傳統的檢測手法，但比色法存在著一些缺陷，例如可用范圍不足、可檢測范圍較狹窄等。色譜分析技術的出現恰好彌補了比色法的不足，在可檢測范圍與可用范圍上，色譜分析技術都展現出了強大優勢，另外，色譜分析技術還具有檢測方便、檢測時間短、檢測精度高的特點，通過對樣品特征的分離定性，色譜分析技術可以加強對脂肪酸類的檢測力度，有效掌握與了解有機物的降解與反應情況，從而提高整個化工分析領域的分析手段。

5 如何做好色譜分析技術

色譜分析技術在應用領域十分廣泛，其優點是分離效果好，設備較簡單，操作方便，方式方法多樣，適應不同的需求，但其缺點是處理量小，即樣本要求精簡，另外處理周期長，操作具有不連續性，有的層析介質價格昂貴。因此要充分發揮其優勢，主要有以下兩方面：

5.1 色譜柱選擇

色譜柱分為填充柱與開管柱兩大類，在選擇上，液相色譜分析往往采用填充柱。不同的分析對象要采用不同長度的色譜柱，一般10～30cm左右的柱長就能適用于復雜混合物的分析需要，相關工作人員要根據實際情況，選擇合適的色譜柱。

5.2 提高色譜分析儀器的質量

色譜分析技術由于分類眾多，不同的分析儀器只能分析特定的化學物質。目前在我國，不少色譜分析儀器的生產企業水平較低，設備質量得不到保證，比如同廠同型號的設備標色不一，同一儀器背板螺絲型號錯位等，溫度傳感器在使用過程中存在脫落失靈情況等。國家要高度關注色譜分析儀的生產問題，出臺相關生產規定，對于一些重要儀器和設備材料，標出規格和生產標準。另外，企業也要將質量放在首位，拒絕生產劣質產品。最后相關人員在購買色譜分析儀器時，要擦亮雙眼，認真辨別。

6 結語

色譜分析技術中所用來分離物質與檢測的設備一般是氣相色譜儀和液相色譜儀，在種類和型號上，兩種儀器各有不同。在分離效果上，色譜分析儀具有分析速度快、樣品用量少、靈敏度高等特點。另外，針對色譜分析技術在化工分析領域的現狀，相關工作人員要認真選擇合適的儀器，相關儀器生產廠家應注意色譜分析儀器的質量，努力提高產品質量，推動色譜分析技術的進一步發展。在化工分析領域，色譜技術的應用要注意多方面的問題。相信在未來，我國的色譜分析技術在化工分析領域會更有突破。