气相色谱法
我们是否知道与否,我们依靠一系列分析技术在我们生活的许多方面,从开发药物来保持我们的食品安全执法。许多化合物,需要评估,然而,在复杂的混合物,因此化学分离技术,包括色谱法,许多分析的核心协议和实验室。
有不同的色谱技术,利用潜力分析物的性质,因此每个适合不同的用途。广泛地说,它们可以分为气相色谱(GC)和液相色谱(LC)。在本文中,我们将关注GC,它是如何工作的,它的配对与下游技术和它的应用程序是什么。
部分快速链接
什么是气相色谱法,它是如何工作的呢?气相色谱数据处理
多维气相色谱法
与其他分析技术结合气相色谱法
气相色谱法的应用
——石化
——生物制药
——个人护理产品
——药物发现
——食品和饮料
——取证
——环境
——lipidomics代谢组学和蛋白质组学
——大麻科学
什么是气相色谱法,它是如何工作的呢?
GC是基于分析物的分离物理和化学样品中的化合物的性质。样品可能是固体、液体或气体,但可能需要准备步骤之前介绍GC仪器。
适合GC分离的分析物,它必须足够稳定,使通过该系统进行,但耐热分离过程中防止其退化。因此,这一技术通常用于有机分子和气体低于125 kDa。
样品引入一个GC仪器在惰性载体气体流动相。这是加热,导致样品蒸发。包含蒸发的载气样品然后经过这里的固定相和交互导致样品中的化学成分分离出根据他们的物理和化学性质。可以利用不同的静止阶段根据感兴趣的分析物。
交互与GC分析物固定相反过来影响他们洗提列的速度有多快,这是由GC记录探测器。可以使用不同类型的检测器根据感兴趣的分析物的属性。
同时GC是常用的分析样本很容易蒸发,检测低级离子杂质可以是一个挑战。这通常是由于污染从先前的注射和谨慎的故障诊断,可以耗费时间,是必需的。
对化合物的极性或波动不服从GC柱洗脱效率,预处理步骤,称为“衍生”,可能需要实现检测分析物。
气相色谱数据处理
关键的重要性可以从海水中提取有用的信息的数据来自GC分析。用户必须能够处理它以一种有意义的方式,甚至是识别问题,可能需要细化的方法,仪器的故障检修或维护。目标进一步的分析也可以发现在这一点上,例如山峰无法解决的地方。
存储大量的数据是另一个重要的考虑因素,一为许多人转向云解决方案来适应。数据存储库其他用户可以自由地开采的有价值的来源为扩大GC数据生成的效用,特别是在研究环境。
考虑效率和数据的合规,尤其是在高吞吐量设置或与供应链,无论是在食品或药品,是重要的因素在系统公司可以选择来处理其GC数据。因此,许多商业实验室使用某种形式的色谱数据系统(CDS)来管理这些信息。有许多选项和供应商可供选择,所以是很重要的选择一个光盘适合您的特定的需求和应用程序。然而,即使是这样使用不当会导致监管漏洞。
越来越多的解决方案GC仪器供应商提供的不只是关心的化学分析,但包括数据处理,数据处理和服务包。对仪器性能指标可以使简化收集建议,维修和维护分配有效实践所需的时间更短。
多维气相色谱法
高复杂性或微量样品检测是必需的,多维GC可以被利用,这是特别有用,有拥挤或co-eluting分析物的山峰,阻碍有效的分离。这里,洗脱液的一小部分从第一轮GC受到另一个GC分离,通常使用一个GC列有不同的属性,允许有效的分离。
与其他分析技术结合气相色谱法
像GC可以分离技术用连字符连接其他检测技术。GC是最常用与质谱(MS)相结合,即用于女士的GC探测器。也可以用连字符连接到其他光谱检测技术,如傅里叶变换红外光谱(FTIR)。牵涉到复杂的混合物,结合GC与一个或多个其他技术可以在使强大的准确和敏感目标分子的识别。
气相色谱法的应用
分离的GC提供速度,灵敏度,甚至简单的检测和识别化学成分复杂的混合物,到跟踪的水平。因此,这些属性使GC有利的技术在许多应用领域。
- - - - - -石化
的石化行业提供了很好的例子复杂的分析物,如原油,其中包含成千上万的化合物覆盖广泛的分子量和沸点。GC是一个关键的技术在过程的每个阶段,从勘探,通过精炼过程,测试和制定最终产品,并确保符合工业和环保法规。
——生物制药
净化的生物制药产品,GC发挥着重要的作用。行业的性质、过程有效性和效率大规模的净化是关键要求。
——个人护理产品
消费产品不直接食用,像香水,面霜、乳液、化妆品和化妆品,还必须进行测试,以确保他们的安全,从生产过程没有遗留物。
——药物发现
在药物发现,确保GC是一个重要的工具纯洁、安全和质量药物的组件和最后的药物进入市场。有一个风险溶剂在生产过程中可能会用于产品。化学,因此很多溶剂挥发的性质使GC检测一个受欢迎的选择。药品召回事件成为新闻头条,等雷尼替丁突出的重要作用,这些分析在药品安全。在这种情况下亚硝胺,作为一个可能的致癌物,是罪魁祸首。亚硝胺已确定在许多药物和被认为形成药品生产过程中污染原材料或包装。
——食品和饮料
当涉及到食品行业,有其多面性分析测试需求,包括一系列的安全、质量和真实性方面。除此之外,生产商想要改善他们的产品,让他们尽可能为消费者愉快的同时最小化成本和简化流程。了解我们的饮食经验背后的化学是因此重要的食品和饮料行业的研究和开发工作。
甚至一个子类,如污染物检测,包括广泛的物质真菌毒素来农药即使在低浓度和可能需要检测功能。因此GC可能是一个有用的工具,提供为训练用户选择性和灵敏度。GC的能力分离有机化合物的复杂的混合物,包括脂类等物质,酸、矿物质和蛋白质,也给了它伟大的效用在食品和饮料分析。这使得从检测在婴儿食品农药残留来杀虫剂在鸡蛋,物质的原因木塞污染在酒。改善GC和其用连字符连接系统,特别是关系到食品矩阵挑战,减少停机时间,提高系统的鲁棒性,重要的高吞吐量出现在许多食品测试设置。
二恶英和相关的化学物质是另一个GC目标已经吸引了越来越多的关注,因为他们可以坚持和积累在环境和进入食物链在那里他们可以是剧毒,甚至在低水平。
食品分析的需求也不停止,一旦食物打包。食品接触污染物从包装本身,包括转移,是一个关注的领域和一个GC。
水,而成为一个更具有挑战性的矩阵,可以是一个中心的污染及其对环境清洁是至关重要的和消费者。这需要水测试在多个点环境和饮用水系统。即使是消毒过程本身可以引入有害物质,所以有效的测试是关键。
虽然在某些情况下,分析师正在寻找具体的目标或目标在他们的分析,目标并不总是知道的。没有针对性检查尤为重要,这里也有助于识别吗新兴污染物。
塑料微粒被越来越多地寻找和识别在食品和饮料,虽然它们对我们的健康的影响仍有待确定。热分析与GC和女士是一个科学家在这些工具的继续调查。
在葡萄酒行业,GC用于生产过程的许多阶段。随着问题与野火在葡萄酒领域,GC被应用到从火灾烟雾检测污染的水果,会影响味道,酒前生产。在过程的另一端,GC也揭示背后的化学酒的气味,给洞察我们的感官体验。
GC在食品和饮料的一个缺点是它不提供的便携式或手持式格式光谱学平台设计快速现场测试从而满足不同的分析作用。
——取证
GC在法医分析发挥关键作用,在欺诈检测和非法毒品的战争。
食品和饮料欺诈是一个数百万美元的产业,不仅反对购买者和破坏了经济,但可能会对消费者的健康造成风险。高价值的商品,如古董葡萄酒,精神,橄榄油和麦卢卡蜂蜜是骗子的首要目标。然而,即使低价值,很容易取代散装食品,如干香草和奶粉已经有针对性的。
有一个执法之间的军备竞赛,这些发展中国家和改变非法设计师药物。作为分析工具可用来检测一组化合物,其他如雨后春笋般涌现,其中一些甚至在少量非常有效。因此,分析师需要技巧非常具体和敏感检测和识别的物质。合成阿片类的家庭芬太尼是一个特别问题的物质。从GC光谱结构的未知芬太尼在分析图书馆不可以预测,帮助科学家们跟上新兴的危险。
的矩阵中违禁药物需要检测也可以是复杂和挑战性,从血液和尿液到头发,口服液体,呼吸,流汗。然而,这是一个挑战,GC是适合的,由于其能力来应对物质分离复杂混合物。
——环境
GC是用于检测已知的和未知的物质在环境中,有时在非常低的浓度。这些包括农药,塑料微粒,二恶英、尼古丁、化学反应的副产品,甚至炸药。物质,如有机氯农药可以在低浓度甚至剧毒。因此,选择性和灵敏度GC的使它非常适合这个应用程序。在其他应用程序中,如塑料微粒分析,它可能只是一个数量的技术在检测过程中使用,可以提供更大的探测能力的结合。“环境”样本也不限于户外环境。室内空间等实验室,准备和生产设备和无尘室都必须监控检测和防止不必要的污染。
水是一个频繁的媒介环境样品,尤其是因为它通常链接到消费系统,但是其他的样本类型包括土壤使用表面咽拭子、植物和空气。
——lipidomics代谢组学和蛋白质组学
当代谢组学还处于起步阶段,气相是一个关键技术,使研究人员可以测量出代谢物人类尿液和组织在系统生物学,打开门。现在在组学时代,代谢组学,lipidomics和为健康和疾病蛋白质组学提供了宝贵的见解。由于其分辨率、再现性和峰值容量,GC仍然是该领域的重要分析工具。考虑到规模和多样性的代谢物,增强的报道也可以使用2 d-gc实现。
在代谢组学,GC是帮助解开谜团在分子水平上,从而更准确死亡时间的估计。包括其他领域做出区别提高药用药的毒性机制的理解,化妆品组件和污染物,营养基因组学,帮助农作物科学家在提高除草剂和杀虫剂和代谢全基因组关联研究。
资源与人类代谢组数据库有助于数据一起这样研究人员就可以集体破解我们的身体的代谢途径。然而,这是一个巨大的挑战,一个的深度学习是贷款援助之手。
在lipidomics, GC提供了数据导致一种改进的理解的领域干细胞分化和见解脂肪酸和胆固醇用于制药和生物技术疾病风险预测和评估产品在化妆品行业。脂类的重要作用在许多细胞过程意味着新兴领域的技术也很重要lipid-based疾病生物标志物研究。
在蛋白质组学,GC是一个军械库的科学家所使用的基础技术来实现有效的下游蛋白质分离分析。
——大麻科学
在种植大麻行业,许多分析需要在食品和饮料中的发现,环境和制药行业。因此,GC也是这个领域的重要分析工具。从准确和需求敏感的(在物质范围内)检测农药残留种植者在许多植物性作物,用来测试的食物以大麻为基础的饮料为污染物如残留溶剂。一些食物矩阵,如乳糖和糖,对大麻分析可以证明具有挑战性的,尤其是当结合大麻类的多样性和潜力组合成消费品时样本的异质性。然而,修改基于方法在改善大麻的透明度基本耗材方面发挥了关键作用克服技术分析的挑战。
由于他们的波动特性,GC一直青睐萜烯测试。最近顶空固相微萃取(HSPM)结合gc - ms已经得到普及,因为它是从co-extracted矩阵非破坏性和消除干扰。
的监管以大麻为基础的药物,最终的产品也必须接受质量控制确保安全、纯洁和正确剂量的活性成分以大麻为基础的药品。不像其他chromatography-based方法,GC使力量测试、萜烯分析,筛查和农药残留溶剂分析,所有这些都有助于保护消费市场,使GC多功能工具在这个空间。
大麻产业持续增长,似乎GC将继续是一个大麻科学的关键工具。
气相色谱工作奔向一个更绿色的未来
同时GC是一个宝贵的技术,它是环保的,要求重要的输入功率维持真空,压力和温度,并产生有害废物运行设备和分析自己。然而,科学家和工程师一起工作来创建设备的解决方案减少对环境的影响。
