李中平
气相色谱-质谱(GC-MS) 发展历史(转载翻译自:Wikipedia)
2024-10-13 21:04
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气相色谱-质谱(GC-MS)技术的历史可以追溯到20世纪50年代,这一时期是气相色谱(GC)和质谱(MS)技术发展的初期。GC-MS的结合为分析复杂混合物提供了强大的工具,成为现代分析化学中不可或缺的方法之一。

早期的发展(1950年代)

1955年至1956年,来自道化学公司的Roland Gohlke和Fred McLafferty首次演示了气相色谱与质谱的结合,标志着GC-MS技术的诞生。这一组合使得科学家能够在分离混合物的同时,对其成分进行快速分析。最初使用的质谱仪体积庞大且易损坏,仅能作为固定实验室装置使用[3][4]。

在这一时期,GC的应用主要集中在石油化工等领域,科学家们需要快速准确地分析复杂的化学成分。Gohlke和McLafferty所使用的质谱仪是基于飞行时间(TOF)原理,这种仪器能够以较高的速度生成质量谱,为后续的分析提供了数据基础。

技术进步与电脑化(1960年代)

随着计算机技术的发展,1964年,美国电子联合公司(EAI)在Robert E. Finnigan的指导下开始开发电脑控制的四极杆质谱仪。这一技术革新使得GC-MS系统能够实现更高效的数据采集和分析。到1966年,EAI已经售出了超过500台四极杆残留气体分析仪,显示出市场对这一新兴技术的强烈需求[5][6]。

1967年,Finnigan成立了Finnigan仪器公司,并在1968年向斯坦福大学和普渡大学交付了第一台原型GC-MS系统。这些早期设备为后来的GC-MS技术奠定了基础,使得这一分析方法逐渐走向商业化。

快速发展与应用扩展(1970年代至1990年代)

进入1970年代,随着环境监测需求的增加,GC-MS被广泛应用于环境分析、药物检测以及法医科学等领域。EPA(美国环境保护署)推动了GC-MS作为环境分析"首选方法"的地位,使其在科学研究和实际应用中变得更加重要。

1990年,Finnigan仪器公司被Thermo Instrument Systems收购,并继续在GC-MS系统研发与生产领域保持领先地位。1996年,最尖端的高速GC-MS单元能够在不到90秒内完成火灾助燃物的分析,而第一代GC-MS至少需要16分钟才能完成同样的任务,这一进步大大提高了样品分析的效率[2][7]。

现代化与未来展望

进入21世纪后,四极杆技术的电脑化GC-MS仪器已经成为化学研究和有机物分析中不可或缺的工具。如今,这些仪器被广泛应用于水、空气、土壤等环境检测,以及农业调控、食品安全和医药产品发现与生产中[2][5]。随着科技的发展,现代GC-MS系统不仅提高了检测灵敏度,还能够处理更复杂的样品。未来,随着便携式设备和实时检测技术的发展,GC-MS将在更多领域发挥重要作用,包括公共安全、军事应用等。

从1950年代初期的实验室设备到如今广泛应用于各个领域的高效分析工具,气相色谱-质谱技术经历了巨大的发展。这一技术不仅推动了科学研究的发展,也为各行各业提供了可靠的数据支持。

来源

[1] History of gas chromatography - ScienceDirect https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165993602008063

[2] The Top 10 Milestones in MS - The Analytical Scientist https://theanalyticalscientist.com/techniques-tools/the-top-10-milestones-in-ms

[3] Celebrating the Invention of Gas Chromatography-Mass Spectrometry https://www.rdworldonline.com/celebrating-the-invention-of-gas-chromatography-mass-spectrometry/

[4] [PDF] development of the gc-ms started right here - MJPhD https://www.mjphd.net/Presentations/CERM_GCMS.pdf

[5] Gas chromatography–mass spectrometry - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/GC/MS

[6] History of the combination of gas chromatography and mass ... https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/gas-chromatography-mass-spectrometry.html

[7] Development of Gas Chromatographic Mass Spectrometry - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27384908/

[8] A History of Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC/MS) https://www.researchgate.net/publication/302423489_A_History_of_Gas_Chromatography_Mass_Spectrometry_GCMS

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