吹掃捕集技術(shù)，作為一種重要的樣品前處理技術(shù)，自20世紀(jì)70年代誕生以來(lái)，便以其高效、靈敏的特點(diǎn)在環(huán)境科學(xué)、食品安全、醫(yī)藥分析等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將探討吹掃捕集技術(shù)的起源、發(fā)展歷程，以及其與氣相色譜聯(lián)用技術(shù)的新進(jìn)展。
起源與發(fā)展
吹掃捕集技術(shù)可以追溯到1974年，當(dāng)時(shí)在美國(guó)辛辛那提市環(huán)保局工作的TomBellar為了分析10^-9濃度的揮發(fā)性污染物（如苯），開(kāi)發(fā)了“吹掃-捕集”技術(shù)。這一技術(shù)的誕生，使得分析靈敏度比當(dāng)時(shí)現(xiàn)有方法提高了100倍，為環(huán)境污染物的微量分析提供了強(qiáng)有力的手段。
1976年，Tekmar公司敏銳地捕捉到了吹掃捕集技術(shù)的潛力，成功開(kāi)發(fā)了第一個(gè)商品化“吹掃-捕集”設(shè)備LSC-1。此后，Tekmar公司逐漸成為制造分析水、空氣和土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的知名廠家，其吹掃捕集設(shè)備也在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
技術(shù)原理
吹掃捕集技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種連續(xù)氣體萃取技術(shù)。在操作過(guò)程中，吹掃氣（一般使用氮?dú)饣蚋呒兒猓┩ㄟ^(guò)液體或固體樣品，將樣品中的可揮發(fā)組分（其中包括欲測(cè)組分）帶出。然后，利用冷凍或固體吸附劑吸附的方法，將欲測(cè)組分捕集下來(lái)。最后，通過(guò)熱解吸的方法，將欲測(cè)組分解吸下來(lái)，進(jìn)行分析。
吹掃和捕集是兩個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的過(guò)程，此技術(shù)的主要問(wèn)題是捕集技術(shù)和捕集后的解吸技術(shù)。捕集器是一種裝有吸附劑短柱的裝置，人們普遍使用的美國(guó)EPA方法中，常使用TenaxGC、活性炭和硅膠組成的混合吸附劑，富集樣品中痕量揮發(fā)性物質(zhì)。解吸器則需要在解吸氣流到達(dá)以前或剛開(kāi)始時(shí)，快速地將捕集器加熱到一定溫度，將被富集的有機(jī)物以柱塞式釋放，反吹入氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行檢測(cè)。
與氣相色譜的聯(lián)用
隨著氣相色譜（GC）技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)將吹掃捕集技術(shù)與GC結(jié)合可以顯著提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確性。這一發(fā)現(xiàn)促使吹掃捕集-氣相色譜聯(lián)用技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)大大提高了該技術(shù)的效率和可靠性，減少了人為操作帶來(lái)的誤差。
吹掃捕集-氣相色譜聯(lián)用技術(shù)可以測(cè)定水、土壤、地質(zhì)、空氣、食品、化妝品、生物材料等方面的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物。例如，在飲用水中有機(jī)污染物的測(cè)定中，吹掃捕集與氣相色譜聯(lián)用技術(shù)可以測(cè)定μg/L（甚至ng/L級(jí)）的VOCs（揮發(fā)性有機(jī)化合物），其檢出限比靜態(tài)頂空技術(shù)低10～1000倍。
進(jìn)展與未來(lái)趨勢(shì)
21世紀(jì)初，隨著質(zhì)譜（MS）技術(shù)的進(jìn)步，吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（SPME-GC/MS）成為主流。這種技術(shù)結(jié)合了儀器的高靈敏度和質(zhì)譜的高分辨率，使得復(fù)雜樣品中的痕量化合物得以準(zhǔn)確鑒定和定量。此外，微萃取技術(shù)的發(fā)展也為吹掃捕集技術(shù)帶來(lái)了新的機(jī)遇，通過(guò)使用微小尺寸的吸附劑，可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成樣品的富集和分析。
展望未來(lái)，吹掃捕集技術(shù)將繼續(xù)朝著自動(dòng)化、微型化和智能化方向發(fā)展。自動(dòng)化設(shè)備將進(jìn)一步減少人工操作的需求，提高分析效率和重復(fù)性。微型化設(shè)備則有望實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，為應(yīng)急響應(yīng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控提供技術(shù)支持。智能化技術(shù)的應(yīng)用，如機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法的引入，將使數(shù)據(jù)分析更加高效和準(zhǔn)確。
