吹掃捕集技術，作為一種重要的樣品前處理技術，自20世紀70年代誕生以來，便以其高效、靈敏的特點在環(huán)境科學、食品安全、醫(yī)藥分析等多個領域得到了廣泛應用。本文將探討吹掃捕集技術的起源、發(fā)展歷程，以及其與氣相色譜聯(lián)用技術的新進展。
起源與發(fā)展
吹掃捕集技術可以追溯到1974年，當時在美國辛辛那提市環(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），開發(fā)了“吹掃-捕集”技術。這一技術的誕生，使得分析靈敏度比當時現(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有力的手段。
1976年，Tekmar公司敏銳地捕捉到了吹掃捕集技術的潛力，成功開發(fā)了第一個商品化“吹掃-捕集”設備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)性有機物的知名廠家，其吹掃捕集設備也在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應用。
技術原理
吹掃捕集技術實質(zhì)上是一種連續(xù)氣體萃取技術。在操作過程中，吹掃氣（一般使用氮氣或高純氦氣）通過液體或固體樣品，將樣品中的可揮發(fā)組分（其中包括欲測組分）帶出。然后，利用冷凍或固體吸附劑吸附的方法，將欲測組分捕集下來。最后，通過熱解吸的方法，將欲測組分解吸下來，進行分析。
吹掃和捕集是兩個獨立進行的過程，此技術的主要問題是捕集技術和捕集后的解吸技術。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以前或剛開始時，快速地將捕集器加熱到一定溫度，將被富集的有機物以柱塞式釋放，反吹入氣相色譜進樣口進行檢測。
與氣相色譜的聯(lián)用
隨著氣相色譜（GC）技術的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)將吹掃捕集技術與GC結合可以顯著提高分析的靈敏度和準確性。這一發(fā)現(xiàn)促使吹掃捕集-氣相色譜聯(lián)用技術得到了迅速的發(fā)展和應用。進入20世紀80年代，自動化設備的出現(xiàn)大大提高了該技術的效率和可靠性，減少了人為操作帶來的誤差。
吹掃捕集-氣相色譜聯(lián)用技術可以測定水、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)性有機化合物。例如，在飲用水中有機污染物的測定中，吹掃捕集與氣相色譜聯(lián)用技術可以測定μg/L（甚至ng/L級）的VOCs（揮發(fā)性有機化合物），其檢出限比靜態(tài)頂空技術低10～1000倍。
進展與未來趨勢
21世紀初，隨著質(zhì)譜（MS）技術的進步，吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術（SPME-GC/MS）成為主流。這種技術結合了儀器的高靈敏度和質(zhì)譜的高分辨率，使得復雜樣品中的痕量化合物得以準確鑒定和定量。此外，微萃取技術的發(fā)展也為吹掃捕集技術帶來了新的機遇，通過使用微小尺寸的吸附劑，可以在更短的時間內(nèi)完成樣品的富集和分析。
展望未來，吹掃捕集技術將繼續(xù)朝著自動化、微型化和智能化方向發(fā)展。自動化設備將進一步減少人工操作的需求，提高分析效率和重復性。微型化設備則有望實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測，為應急響應和實時監(jiān)控提供技術支持。智能化技術的應用，如機器學習和人工智能算法的引入，將使數(shù)據(jù)分析更加高效和準確。
