環(huán)境工程儀器分析 第六章 氣相色譜分析法

氣相色譜分析法gaschromatography,GC第一節(jié)概述色譜法又稱色層法或?qū)游龇?，是一種用以分離、分析多組分混合物質(zhì)的極有效的物理及物理化學(xué)方法。歷史背景資料色譜法是1901年有俄國(guó)植物學(xué)家茨維特提出，最初的認(rèn)識(shí)在于它的分離價(jià)值，用于分離植物中的色素等有色物質(zhì)?，F(xiàn)代的發(fā)展，不再局限于有色物質(zhì)，而且大量用于分離無(wú)色物質(zhì)。氣相色譜法（GC）是英國(guó)生物化學(xué)家馬丁等人在研究液液分配色譜的基礎(chǔ)上，于1952年創(chuàng)立的一種極為有效的分離方法，它可以分析和分離復(fù)雜的多組分混合物。氣相色譜與質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用、氣相色譜與fourier紅外光譜（GC-FTIR）聯(lián)用。氣相色譜與原子發(fā)射光譜（GC-AES）聯(lián)用。1903年，俄國(guó)植物學(xué)家MikhailTswett最先發(fā)明.他采用填有固體CaCO3細(xì)粒子的玻璃柱，將植物色素的混合物（葉綠素和葉黃素）加于柱頂，然后用溶劑淋洗，被分離的組分在柱中顯示了不同的色帶，他稱之為色譜（希臘與眾’chroma’=color,”graphein”=write）50年代，色譜發(fā)展最快（一些新型色譜技術(shù)的發(fā)展；復(fù)雜組分分析發(fā)展的要求）。1937-1972年：15年中有15個(gè)nobel獎(jiǎng)是有關(guān)色譜研究的。意義色譜法是利用不同物質(zhì)在流動(dòng)相和固定相兩相中分配系數(shù)的不同，當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，各組分在兩相中經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的分配，使原來(lái)分配系數(shù)只有微小差異的物質(zhì)能夠得到分離。概念固定相：在色譜法中，將填入玻璃管或不銹鋼管內(nèi)靜止不動(dòng)的一相（固體或液體）。流動(dòng)相：自上而下運(yùn)動(dòng)的一相（一般是氣體或液體）。色譜柱：裝有固定相的管子（玻璃管或不銹鋼管）色譜分離基本原理當(dāng)含有樣品的流動(dòng)相經(jīng)過(guò)固定相表面時(shí)，流動(dòng)相中所含混合物就會(huì)與固定相發(fā)生作用。由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)（溶解度、極性、蒸氣壓、吸附能力）上的差異，使它們與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱也有差異（即有不同的分配系數(shù)），因此在同一推動(dòng)力作用下，不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出。各組分被分離后，可進(jìn)一步進(jìn)行定性和定量分析經(jīng)典：分離過(guò)程和其含量測(cè)定過(guò)程是離線的，既不能連續(xù)進(jìn)行現(xiàn)代：分離過(guò)程和其含量測(cè)定過(guò)程是在線的，既能連續(xù)進(jìn)行經(jīng)典色譜法：將潮濕的碳酸鈣擠出玻璃管，用刀將各色帶切下，用適宜的方法分析現(xiàn)代色譜法：當(dāng)一個(gè)兩組分（A和B）的混合物樣品在時(shí)間t1從柱頭加入，隨著流動(dòng)相的不斷加入，洗脫作用連續(xù)進(jìn)行，直至A和B組分先后流出柱子進(jìn)入檢測(cè)器，從而是各組分濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后在熒光屏上顯示出來(lái)。根據(jù)峰的位置（出峰時(shí)間t）：定性根據(jù)峰的面積A（或峰高h(yuǎn)）：定量GC專長(zhǎng)：同系物（其他方法無(wú)法測(cè)定）GC主要用于分離和定量，可廣泛用在環(huán)保、臨床、藥物、農(nóng)藥、食品、污染物等方面的測(cè)定。

對(duì)不易汽化的高分子，熱穩(wěn)定性差、化學(xué)性質(zhì)極為活潑或者強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)不能用GC測(cè)定。應(yīng)用范圍受到限制，在所有的有機(jī)物分析中只有15-20%能用GC進(jìn)行分離分析。色譜法的分類一）按兩相狀態(tài)分氣相色譜（GC）：用氣相做流動(dòng)相的色譜法。氣－固色譜：固定相為固體吸附劑氣－液色譜：固定相為液體

（涂在擔(dān)體上或毛細(xì)管壁上）液相色譜（LC）：用液相做流動(dòng)相的色譜法。

液－固色譜：

固定相為固體吸附劑

液－液色譜：固定相為液體（涂在擔(dān)體上）3.超臨界立體色譜（SFC）

用超臨界狀態(tài)的流體做流動(dòng)相的色譜法。

超臨界狀態(tài)流體不是一般的氣體或流體，而是臨界壓力臨界溫度以上高度壓縮的氣體，其密度比一般氣體大得多兒與液體相似，故稱為“高密度氣相色譜法”超臨界流體（SCF）是指在臨界溫度和臨界壓力以上的流體。通常有二氧化碳（CO2

）、氮?dú)猓∟2

）、氧化二氮（N2O）、乙烯（C2H4）、三氟甲烷（CHF3

）等。高于臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點(diǎn)的狀態(tài)稱為超臨界狀態(tài)。處于超臨界狀態(tài)時(shí)，氣液兩相性質(zhì)非常接近，以至于無(wú)法分辨，故稱之為SCF。超臨界流體相超臨界狀態(tài)是物質(zhì)的一種特殊流體狀態(tài)，當(dāng)氣液平衡的物質(zhì)升溫升壓時(shí)，熱膨脹引起液體密度減小，而壓力升高引起的氣相密度變大，當(dāng)溫度和壓力達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)，氣液兩相界面消失成為一均相體系，這一點(diǎn)就是臨界點(diǎn)。超臨界流體的物理性質(zhì)特殊，具有和液體相近的密度，與氣體相近的粘度，但擴(kuò)散系數(shù)為液體的10~100倍，有較好的流動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱性能，對(duì)許多物質(zhì)有較好的滲透行和較強(qiáng)的溶解能力。二）按分離原理分1.吸附色譜法（adsorptionchromatography）【定義】根據(jù)吸附劑表面對(duì)不同組分物理吸附能力的強(qiáng)弱差異進(jìn)行分離的方法。

如：氣-固色譜法、液-固色譜法—吸附色譜法2.分配色譜法（partitionchromatography）

根據(jù)不同組分在固定相中的溶解能力和在兩相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的方法。

氣-液色譜法、液-液色譜法—分配色譜3.離子交換色譜法（ionexchangechromatography）

根據(jù)不同組分離子對(duì)固定相親和力的差異進(jìn)行分離的方法。4.排阻色譜法（sizeexclusionchromatography）

又稱凝膠色譜法（gelchromatography）【提示】根據(jù)不同組分的分子體積大小的差異進(jìn)行分離的方法。

其中：以水溶液作流動(dòng)相的稱為凝膠過(guò)濾色譜；以有機(jī)溶劑作流動(dòng)相的稱為凝膠滲透色譜法。5.親和色譜法（affinitychromatography）

利用不同組分與固定相共價(jià)鍵合的高專屬反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。三）安固定相的形式分

1.柱色譜法（columnchromatography）

固定相裝在柱中，試樣沿著一個(gè)方向移動(dòng)而進(jìn)行分離。

包括填充色譜法：固定相填充滿玻璃管和金屬管中。

開(kāi)管柱色譜法：固定相固定在毛細(xì)管內(nèi)壁（毛細(xì)管柱色譜法）2.平板色譜法（planerchromatography）:

固定相呈平面狀的色譜法。包括：

紙色譜法：以吸附水分的濾紙作固定相；

薄層色譜法：以涂敷在玻璃板上的吸附劑做固定相。

色譜法的特點(diǎn)高效能

在分離多組分復(fù)雜混合物時(shí)，可以高效地將各個(gè)組分分離成單一色譜峰。例如，一根長(zhǎng)30m，內(nèi)徑0.32mm的SE-30柱，可以把煉油廠原油分離出150～180個(gè)組分。高靈敏度

色譜分析的高靈敏度表現(xiàn)在可檢出10-11～10-14g的物質(zhì)

高選擇性

色譜法對(duì)那些性質(zhì)相似的物質(zhì)，如同位素、同系物、烴類異構(gòu)體等有很好的分離效果。例如，一個(gè)兩米長(zhǎng)裝有有機(jī)皂土及鄰苯二甲酸二壬酯的混合固定相柱，可以很好的分離鄰、間、對(duì)位二甲苯。

分析速度快

色譜法，特別是氣相色譜法分析速度是較快的。一般分析一個(gè)試樣只需幾分鐘或幾十分鐘便可完成。第三節(jié)氣相色譜分析理論基礎(chǔ)色譜曲線及常用術(shù)語(yǔ)

色譜曲線

現(xiàn)以組分的流出色譜圖（圖9-1）來(lái)說(shuō)明有關(guān)色譜術(shù)語(yǔ)。1.基線在實(shí)驗(yàn)操作條件下，當(dāng)色譜柱后沒(méi)有組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)所得到的信號(hào)--時(shí)間曲線稱為基線。它反映檢測(cè)器系統(tǒng)噪聲隨時(shí)間變化的情況。

穩(wěn)定的基線是一條直線。

a.基線漂移指基線隨時(shí)間定向的緩慢變化。這種變化是由于操作條件如溫度、流動(dòng)相速度，或檢測(cè)器及附屬電子原件的工作狀態(tài)的變更等引起的。

b.基線噪聲指由各種未知的偶然因素如流動(dòng)相速度、固定相的揮發(fā)、外界電信號(hào)干擾等所引起的基線起伏。漂移和噪聲給準(zhǔn)確測(cè)定帶來(lái)了困難。2.死時(shí)間t0(deadtime)

指不被固定相吸附或溶解的組分（空氣、甲烷等）從進(jìn)樣開(kāi)始到色譜峰頂所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，如t0。3.死體積V0(deadvolue)

由進(jìn)樣器到檢測(cè)器的流路中，未被固定相占有的體積稱為死體積?！咎崾尽克荔w積為導(dǎo)管空間、色譜柱中固定相間隙、檢測(cè)器內(nèi)腔空隙總和。

當(dāng)色譜柱載氣流速為F0(mL/min),它與死時(shí)間的關(guān)系：V0=F0×t04.保留值：定性參數(shù)，是在色譜分離過(guò)程中，試樣中各組分在色譜柱中滯留行為的一個(gè)指標(biāo)。（1）保留時(shí)間（retentiontime）

從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)待測(cè)組分最大濃度值時(shí)（色譜峰頂點(diǎn)）所需的時(shí)間。如圖中tR(1)、tr(2)所示，是待測(cè)組分流經(jīng)色譜柱時(shí)，在兩相中滯留的時(shí)間和。

保留時(shí)間和固定相和流動(dòng)相的性質(zhì)、固定相的量、柱溫、流速和柱體積有關(guān)，可用單位min表示。

（2）調(diào)整保留時(shí)間tR’(adjustedretentiontime)【定義】扣除死時(shí)間后的組分保留時(shí)間，如圖中的tR1’、tR2’所示。

表示某組分因溶解或吸附于固定相后，比非滯留組分在柱中多停留的時(shí)間。tR1’=tR-tR0（3）保留體積（retentionvolume）【定義】從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)待測(cè)組分最大濃度值時(shí)所通過(guò)的載氣體積。

當(dāng)色譜柱載氣流速為F0(mL/min)時(shí)，它與保留時(shí)間的關(guān)系：VR=F0·tR（4）調(diào)整保留體積（adjustedretentionvolume）【定義】是指扣除死體積后的

保留體積，即VR’=VR-V0=TR’·F0【提示】在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，VR，VR’與載氣流速無(wú)關(guān)。（5）相對(duì)保留值r21【定義】指組分2和組分的調(diào)整保留值之比。

r21=tR2’/tR1’=VR2’/VR1’【提示】相對(duì)保留值的特點(diǎn)是只與溫度和固定相的性質(zhì)有關(guān)，與色譜柱及其他操作條件無(wú)關(guān)。反應(yīng)了色譜柱對(duì)待測(cè)組分1和2的選擇性，是氣相色譜中最常用的定性參數(shù)。

從色譜溜出曲線中，可得到許多重要信息

1）根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個(gè)數(shù)；2）根據(jù)色譜峰的保留值，可以進(jìn)行定性分析；3）根據(jù)色譜峰的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析；4）色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，是評(píng)價(jià)色譜柱分離效能的依據(jù)；5）色譜峰兩峰間的距離，是評(píng)價(jià)固定相（流動(dòng)相）選擇是否合適的依據(jù)。幾種分離理論氣相色譜儀氣相色譜分析方法應(yīng)用氣相色譜理論一分配理論物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相(氣相)之間發(fā)生的吸附、脫附和溶解、解析的過(guò)程，叫做分配過(guò)程。被測(cè)組分按其溶解和解析能力（或吸附和脫附能力）的大小，以一定的比例分配在固定相和氣相之間。在一定溫度下組分在兩相之間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度比稱為分配系數(shù)K。

K=組分在固定相中的濃度/組分在流動(dòng)相中的濃度=CL/Cg一定溫度下，不同物質(zhì)在兩相之間的分配系數(shù)是不同的。顯然，具有小的分配系數(shù)的組分，每次分配后在氣相中的濃度較大，因此就較早地流出色譜柱。而分配系數(shù)大的組分，則由于每次分配后在氣相中的濃度較小，因而流出色譜柱的時(shí)間較遲。當(dāng)分配次數(shù)足夠多時(shí)，就能將不同的組分分離開(kāi)來(lái)。由此可見(jiàn)，分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。分配比к

在實(shí)際工作中，常應(yīng)用分配比表征色譜分配平衡過(guò)程。分配比亦稱容量因子或容量比，以к表示，是指在一定溫度、壓力下，在兩相間達(dá)到分配平衡時(shí)，組分在兩相中的質(zhì)量比：

к=p/q

式中:p為組分分配在固定相中的質(zhì)量，

q為組分分配在流動(dòng)相中的質(zhì)量。分配系數(shù)K與分配比к的關(guān)系

K=CL/Cg=(p/VL)/(q/Vg)=p/q(VL/Vg)=к?βVL/Vg之比稱為相比，以β表示，它反映了各種色譜柱柱型的特點(diǎn)。例如，填充柱的值約為6～35，毛細(xì)管柱的值為50～1500。二塔板理論

1941年詹姆斯(James)和馬丁（Martin）提出半經(jīng)驗(yàn)理論，并用數(shù)學(xué)模型描述了色譜分離過(guò)程。他們把色譜柱比作一個(gè)由許多塔板組成的精餾塔，借用精餾塔中塔板的概念、理論來(lái)處理色譜過(guò)程、并用理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)。

1.塔板理論塔板理論把組分在流動(dòng)相和固定相間的分配行為看作在精餾塔中的分離過(guò)程，柱中有若干塊想象的塔板，一個(gè)塔板的長(zhǎng)度稱為理論塔板高度。當(dāng)組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后，在每一塊塔板內(nèi)很快地在兩相間達(dá)到一次分配平衡，經(jīng)過(guò)若干個(gè)假想塔板的多次分配平衡后，分配系數(shù)小的組分先離開(kāi)色譜柱，分配系數(shù)大的組分后離開(kāi)色譜柱。盡管這個(gè)概念并不完全符合色譜柱內(nèi)的真實(shí)分離過(guò)程，但這個(gè)理論成功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分布。塔板理論的假設(shè)①假設(shè)柱內(nèi)徑及柱內(nèi)填料填充均勻，柱由若干小段組成，每段為一個(gè)理論塔板。塔板一部分為固定相占據(jù)，一部分為流動(dòng)相占據(jù)。②在每塊塔板上，組分瞬間在兩相中達(dá)到平衡，且縱向擴(kuò)散可以忽略(擴(kuò)散不影響分配平衡)。③流動(dòng)相通過(guò)色譜柱不是連續(xù)的，而是脈沖式的間歇過(guò)程，每次只進(jìn)一個(gè)板體積的流動(dòng)相（每次進(jìn)入和從一個(gè)塔板轉(zhuǎn)移到另一個(gè)塔板的流動(dòng)相體積為）。④溶質(zhì)進(jìn)樣時(shí)都加在0號(hào)塔板上（快速進(jìn)樣，進(jìn)樣量小，這種假設(shè)也接近實(shí)際）。⑤分配系數(shù)和分配比在各塔板上是常數(shù)，與濃度無(wú)關(guān)。2.柱效能指標(biāo)（n，H）：可由塔板理論導(dǎo)出

（1）理論塔板數(shù)（n）：柱長(zhǎng)L一定時(shí)，n越大，柱效就越高

式中：tR、Wh/2、Wb應(yīng)采用同一單位(時(shí)間或長(zhǎng)度)(2)理論塔板高度（H）

：舌色譜柱長(zhǎng)為L(zhǎng)。則理論塔板高度H=L/n

【小結(jié)】色譜峰越窄，即Wh/2或Wb越小，理論塔板數(shù)n就越大（對(duì)給定長(zhǎng)度的色譜柱而言，塔板高度H越小），組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，則柱效越高。因此n和H課作為描述柱效能的指標(biāo)。（3）有效理論塔板數(shù)（neft）：

在實(shí)際應(yīng)用中，常常出現(xiàn)計(jì)算出的n值雖然很大，但色譜柱效卻不高，這是由于保留時(shí)間tR中包含了死時(shí)間t0，而t0并不參加柱內(nèi)的分配過(guò)程，因此理論塔板數(shù)和理論塔板高度并不能真實(shí)地反映色譜柱分離效能的好壞。為此，提出了有效塔板數(shù)neft和有效高度Heft評(píng)價(jià)柱效能的指標(biāo)，即：

（4）有效塔板高度(Heft):Heft=L/neft

色譜柱的理論塔板數(shù)越大，表示組分在色譜柱中達(dá)到分配平衡的次數(shù)越多，對(duì)分離越有利。但還不能預(yù)言并確定各組分是否有被分離的可能，因?yàn)榉蛛x的可能性決定于試樣混合物在固定相中分配系數(shù)的差別，而不是決定于分配次數(shù)的多少。如果兩組分在同一色譜柱上的分配系數(shù)相同，無(wú)論有效理論塔板數(shù)有多大也不能將它們分離開(kāi)來(lái)?！拘〗Y(jié)】塔板理論在解釋色譜圖的形狀，計(jì)算n和H方面是成功的。但其某些基本假設(shè)不完全符合色譜的試劑情況（如K和組分的量無(wú)關(guān)、組分在兩相中分配能迅速達(dá)到平衡、縱向擴(kuò)散可以忽略等）。塔板理論只能定性地給出塔板高度的概念，未能找出影響板高H的因素，也就更無(wú)法提出降低板高的途徑；這主要是由于塔板理論沒(méi)有考慮到動(dòng)力學(xué)因素對(duì)分離過(guò)程的影響。三速率理論

四分離度（resolution,R）

分離度是同時(shí)反映了色譜柱效能和選擇性的一個(gè)綜合指標(biāo)。也稱分離效能指標(biāo)或分辨率。其定義為：對(duì)于兩個(gè)相鄰色譜峰，峰底寬度近似相等W1≈W2

R越大，相鄰組分分離越好。當(dāng)從理論上可以證明，若峰形對(duì)稱且滿足于正態(tài)分布，則當(dāng)R

＜1時(shí)，兩峰總有部分重疊；當(dāng)R

＝1時(shí)，分離程度可達(dá)94％，達(dá)到了一般的定量分析要求；當(dāng)R

＝1.5時(shí)，分離程度可達(dá)99.7％。因而可用R

＝1.5來(lái)作為相鄰兩峰已完全分開(kāi)的標(biāo)志。當(dāng)R<0.75時(shí)，可以認(rèn)為兩個(gè)峰不能分開(kāi)。氣相色譜儀氣相色譜儀的主要組成部件氣體載氣：用于傳送樣品通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的氣體。檢測(cè)器氣體：某些檢測(cè)器所需的支持氣體，如FID需要?dú)錃?、空氣。進(jìn)樣裝置將樣品蒸汽引入載氣。對(duì)于液體樣品，一般采用注射器、自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣。對(duì)于氣體樣品，常用六通閥進(jìn)樣。

色譜柱實(shí)現(xiàn)樣品組分的分離。

通用柱，二甲基二苯基聚硅氧烷檢測(cè)器

對(duì)流出柱的樣品組分進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)。（FID，ECD）數(shù)據(jù)系統(tǒng)將檢測(cè)器的信號(hào)轉(zhuǎn)換為色譜圖，并進(jìn)行定性、定量分析。一臺(tái)氣相色譜儀可裝不同類型的進(jìn)樣口、色譜柱或檢測(cè)器?？梢栽贏gilent7890A主機(jī)上安裝兩個(gè)進(jìn)樣口和最多三個(gè)檢測(cè)器。氣相色譜檢測(cè)器熱導(dǎo)池檢測(cè)器（TCD）氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)電子俘獲檢測(cè)器(ECD)火焰光度檢測(cè)器(FPD)氮磷檢測(cè)器(NPD)

質(zhì)譜檢測(cè)器（MSD）硫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（SCD）氮化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（NCD）光離子化檢測(cè)器（PID）1熱導(dǎo)池檢測(cè)器（thermalconductivitydetector,TCD）。濃度型檢測(cè)器，對(duì)所有物質(zhì)都有響應(yīng)，是應(yīng)用最廣、最成熟的一種通用型氣相色譜檢測(cè)器。但靈敏度差，常量分析可以。熱導(dǎo)池檢測(cè)器的最小檢出量達(dá)10-8g，線性范圍為105。原理：不同的氣態(tài)物質(zhì)具有的熱傳導(dǎo)系數(shù)不同，熱導(dǎo)池檢測(cè)器就是基于樣品中各組分的熱傳導(dǎo)系數(shù)與載氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)不同的原理制成的。TCD對(duì)載氣的要求

1）載氣種類

TCD通常用He或H2做載氣，因?yàn)樗麄兊臒釋?dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他化合物。用He或H2做載氣的TCD靈敏度高、峰形正常、線性范圍寬。2）載氣純度載氣純度影響TCD靈敏度。實(shí)驗(yàn)證明，一定條件下用99.999%的超純氫氣比用99%的氫氣，靈敏度高6%~13%。

3）載氣流速在檢測(cè)過(guò)程中，載氣流速要恒定。在柱分離許可的情況下，使用低流速。某些氣體與蒸汽的熱導(dǎo)系數(shù)

3電子捕獲檢測(cè)器

（electroncapturedetector，ECD）

是應(yīng)用廣泛的一種選擇性、高靈敏度的濃度型檢測(cè)器。它的選擇性是指它只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)有響應(yīng)，如鹵素化臺(tái)物，含氧、硫、磷的有機(jī)物及甾族化合物、多環(huán)芳烴等。特別適合環(huán)境樣品中鹵代農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯等微量污染物的分析。

電負(fù)性愈強(qiáng)，靈敏度愈高。高靈敏度表現(xiàn)在能測(cè)出10-14g·mL-1的電負(fù)性物質(zhì)。電子捕獲檢測(cè)器對(duì)非電負(fù)性化合物（一般烷烴等）響應(yīng)很小，如測(cè)定四氯化碳比測(cè)定正己烷的靈敏度高1×106倍。4火焰光度檢測(cè)器

(flamephotometricdetector，F(xiàn)PD)是對(duì)含磷、含硫的化合物有高選擇性和高靈敏度的一種色譜檢測(cè)器，因此也稱硫磷檢測(cè)器。主要用于SO2、H2S、石油精餾物的含硫量、有機(jī)硫、磷化的農(nóng)藥殘留分析。原理：待測(cè)物在低溫氫氣—空氣火焰中燃燒產(chǎn)生S、P化合物的分解產(chǎn)物并發(fā)射特征分子光譜。測(cè)量光譜的強(qiáng)度則可進(jìn)行定量分析5氮磷檢測(cè)器

（nitrogen-phosphorusdetecter，NPD）又稱熱離子化檢測(cè)器（TID）是分析含氮、磷化合物的高靈敏度、高選擇性和寬線性范圍的檢測(cè)器。

NPD和FID的差異是：在配口和收集極之間加一個(gè)銣珠。銣珠通常是采用硅酸銣或硅酸銫等支撐的玻璃或陶瓷珠，珠體約1~5mm。

N-P有機(jī)物的檢測(cè)

在一個(gè)氫氣/空氣等離子體環(huán)境下，NPD銣珠被電加熱至600~800℃，形成催化活性的固體表面，有機(jī)氮或有機(jī)磷化合物分子被導(dǎo)入到催化活性表面周圍，被催化成負(fù)離子及電子形成電流，輸出的電流正比于收集到的離子數(shù)，用靜電計(jì)測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，傳輸?shù)揭粋€(gè)輸出設(shè)備。氣相色譜的分析方法

色譜定性分析與定量分析，是以色譜圖為依據(jù)，根據(jù)圖中色譜峰的保留值與各色譜峰之間相對(duì)峰面積的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。保留值取決于在兩相中的分配系數(shù)，它與組分的性質(zhì)有關(guān)，是色譜定性的依據(jù)；峰面積大小取決于試樣中組分的相對(duì)含量，是色譜定量的依據(jù)。定性分析色譜定性就是確定色譜圖中每個(gè)色譜峰代表何種物質(zhì)。雖然不同的物質(zhì)具有不同的保留值，但保留值與分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)律還不太清楚，根據(jù)保留值定性只是一個(gè)相對(duì)的方法。另外，多數(shù)色譜檢測(cè)器給出的響應(yīng)信號(hào)，并不是分子結(jié)構(gòu)的特征信號(hào)。因此，色譜法只能定性鑒定人們已知的化合物，不能鑒定尚未被人們所了解的新化合物。根據(jù)保留值定性

與已知物對(duì)照定性文獻(xiàn)值對(duì)照法

聯(lián)用技術(shù)：將色譜與質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜等具有定性能力的分析方法聯(lián)用，復(fù)雜的混合物先經(jīng)氣相色譜分離成單一組分后，再利用質(zhì)譜儀、紅外光譜儀或核磁共振譜儀進(jìn)行定性。未知物經(jīng)色譜分離后，質(zhì)譜可以很快地給出未知組分的相對(duì)分子質(zhì)量和電離碎片，提供是否含有某些元素或基團(tuán)的信息。紅外光譜也可很快得到未知組分所含各類基團(tuán)的信息。對(duì)結(jié)構(gòu)鑒定提供可靠的論據(jù)。氣相色譜定量方法在一定操作條件下，分析組分的質(zhì)量（）或其在載氣中的濃度是與檢測(cè)器的響應(yīng)訊號(hào)（色譜圖上表現(xiàn)為峰面積或峰高）成正比的，可寫(xiě)作：

mi=fiAAi

或

mi=fihhi

這就是色譜定量分析的依據(jù)。由上式可見(jiàn)，在定量分析中需要：準(zhǔn)確測(cè)量峰面積；準(zhǔn)確求出比例常數(shù)（稱為定量校正因子）。1.峰面積的測(cè)量

根據(jù)峰形的不同，常用而簡(jiǎn)單的峰面積測(cè)量方法有如下幾種：對(duì)稱峰形面積的測(cè)量---峰高乘半峰寬法

根據(jù)等腰三角形的計(jì)算方法，課近似認(rèn)為峰面積等于峰高乘半峰寬A=h·Y1/2

這樣測(cè)得的峰面積為試劑峰面積的0.94倍，實(shí)際上峰面積應(yīng)為：A=1.065

顯然，在做絕對(duì)測(cè)量時(shí)（如測(cè)靈敏度），應(yīng)乘以1。065，但在相對(duì)計(jì)算時(shí)，1.065可以約去。不對(duì)稱峰形面積的測(cè)量—峰高乘平均峰寬法

對(duì)于不對(duì)稱色譜峰使用峰高乘半峰寬法誤差較大，因此采用峰高乘平均峰寬法。所謂平均峰寬是指在峰高0.15和0.85處分貝測(cè)峰寬，然后求其平均值：A=h×(Y0.15+Y0.85)/22.定量校正因子色譜定量分析是基于被測(cè)物質(zhì)的量與其峰面積的正比關(guān)系。但事實(shí)證明，同一種物質(zhì)在不同檢測(cè)器上有不同的響應(yīng)值；不同物質(zhì)在同一檢測(cè)器上響應(yīng)值也不同。為了使檢測(cè)器產(chǎn)生的響應(yīng)值能真實(shí)地反映出物質(zhì)的含量，就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)行校正而引入“定量校正因子”。積分儀法自動(dòng)積分儀是測(cè)量峰面積最方便的工具，速度快，線性范圍寬，精度一般可達(dá)0.2～2％，對(duì)小峰或不對(duì)稱峰也能得出較準(zhǔn)確的結(jié)果。數(shù)字電子積分儀能以數(shù)字的形式把峰面積和保留時(shí)間打印出來(lái)。1）在一定的操作條件下，進(jìn)樣量（mi）與響應(yīng)訊號(hào)（峰面積Ai或峰高h(yuǎn)i）成正比：mi=fi×Ai

或mi=fi×hi

或?qū)懽?/p>

fiA=mi/Ai

和

fih=mi/hifi，絕對(duì)校正因子：?jiǎn)挝环迕娣e或峰高對(duì)應(yīng)的組分i的質(zhì)量或濃度，與檢測(cè)器性能、組分和流動(dòng)相性質(zhì)及操作條件有關(guān)，不易準(zhǔn)確測(cè)量。在定量分析中常用相對(duì)校正因子。2）相對(duì)校正因子組分i與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對(duì)校正因子之比，即

FisA=fiA/fsA=Asmi/Aims

Fish=fih/fsh=hsmi/hims

式中，F(xiàn)isA、Fish分別為組分i以峰面積和峰高為定量參數(shù)時(shí)的相對(duì)校正因子，fsA、fsh分別為基準(zhǔn)組分s以峰面積和峰高為定量參數(shù)時(shí)的絕對(duì)校正因子，其余符號(hào)的含義同前。相對(duì)校正因子只與檢測(cè)器類型有關(guān)，與色譜條件無(wú)關(guān)。由于絕對(duì)因子很少使用，因此，一般文獻(xiàn)上提到的校正因子就是相對(duì)校正因子。需要注意的是，相對(duì)校正因子是一個(gè)無(wú)因次量，但它的數(shù)值與采用的計(jì)量單位有關(guān)。內(nèi)標(biāo)法內(nèi)標(biāo)法是在未知樣品中加入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（內(nèi)標(biāo)物），然后比較內(nèi)標(biāo)物和被測(cè)組分的峰面積，從而確定被測(cè)組分的濃度。由于內(nèi)標(biāo)物和被測(cè)組分處在同一基體中，因此可以消除基體帶來(lái)的干擾。而且當(dāng)儀器參數(shù)和洗脫條件發(fā)生非人為的變化時(shí)，內(nèi)標(biāo)物和樣品組分都會(huì)受到同樣的影響，這樣消除了系統(tǒng)誤差。當(dāng)對(duì)樣品的情況不了解，樣品的基體很復(fù)雜或不需要測(cè)定樣品中所有組分時(shí)，采用這種方法比較合適。選擇內(nèi)標(biāo)無(wú)的標(biāo)準(zhǔn)1.樣品中不存在2.可迅速容易的得到3.化學(xué)性質(zhì)與樣品相似4.與樣品有相似的響應(yīng)值（濃度范圍）5.不會(huì)與樣品發(fā)生反應(yīng)6.在感興趣的組分附近流出7.可得到分離良好的、干凈利落的峰8.色譜性質(zhì)未定氣相色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用

氣相色譜法出現(xiàn)于1952年，至今已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，成為分離科學(xué)中較為成熟、使用最普遍、運(yùn)行最容易的一種分離分析方法。氣相色譜法既可以應(yīng)用于分析氣體試樣，也可分析易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體和固體，不僅可分析有機(jī)物，也可分析部分無(wú)機(jī)物。當(dāng)前氣相色譜在分離速度、柱效、檢出靈敏度和自動(dòng)化等方面都達(dá)到了相當(dāng)高的程度。在已知大約存在300萬(wàn)種以上的化合物中，適于氣相色譜有效地進(jìn)行分析的揮發(fā)性、熱穩(wěn)定的化合物占20%左右，而我們最關(guān)心的，對(duì)人類危害最大的一些化合物大都包括在這之中了。一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字也證實(shí)了氣相色譜法在當(dāng)今有機(jī)物分析中的重要性：GC法在我國(guó)大氣監(jiān)測(cè)有機(jī)物分析方法中占72.7%；美國(guó)EPA1979年頒布的水中129種優(yōu)先監(jiān)測(cè)物黑名單里有機(jī)物119種，推薦使用了四個(gè)氣相色譜系統(tǒng)〔GC)，一個(gè)液相色譜系統(tǒng)（HPLC）和一個(gè)色質(zhì)系統(tǒng)（GC/MS）進(jìn)行分析；1989年我國(guó)確定的“中國(guó)水環(huán)境中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物黑名單”，在68種污染物中，58種是有機(jī)物，首批推薦實(shí)施測(cè)定的25種有機(jī)物都采用GC系統(tǒng)分析。

目前，有機(jī)污染物分析的特點(diǎn)是以色譜為中心的各種技術(shù)聯(lián)用。最有代表性的是GC/MS。質(zhì)譜儀作為色譜的一個(gè)檢測(cè)器，而出現(xiàn)了色質(zhì)聯(lián)用。此外，色譜-原子吸收（原子熒光）GC/AA（AF），色譜-傅立葉變換紅外(GC/FT.IF)，色譜-等離子發(fā)射光譜GC/ICP，以及液相色譜，薄層色譜和各種檢測(cè)器的聯(lián)用等。從理論上講，色譜可以和不同原理的檢測(cè)器聯(lián)用。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒(méi)有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無(wú)章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過(guò)程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過(guò)程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過(guò)程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來(lái)源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無(wú)需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開(kāi)顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無(wú)骨骼偽影5、無(wú)電離輻射，無(wú)碘過(guò)敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過(guò)程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽(tīng)力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤(pán)感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤(pán)突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤(pán)變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門(mén)區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無(wú)明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無(wú)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問(wèn)題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開(kāi)始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開(kāi)放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開(kāi)或由醫(yī)師主動(dòng)打開(kāi)，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時(shí)累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過(guò)手術(shù)打開(kāi)或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國(guó)1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國(guó)？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開(kāi)放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營(yíng)養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過(guò)長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過(guò)早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐浴）對(duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過(guò)T越多，SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過(guò)該類手術(shù)的特定時(shí)間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用166預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用167需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開(kāi)始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開(kāi)顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開(kāi)始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

理想的給藥時(shí)間？目前還沒(méi)有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

手術(shù)過(guò)程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用173術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無(wú)改變

手術(shù)過(guò)程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過(guò)程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用175ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開(kāi)前時(shí)間切開(kāi)后時(shí)間予以抗生素切開(kāi)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)（%）相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開(kāi)始時(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好177六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開(kāi)后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開(kāi)前給藥?。。】咕貞?yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開(kāi)始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開(kāi)始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒(méi)有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒(méi)有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒(méi)有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開(kāi)始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過(guò)３４h，應(yīng)給第２個(gè)劑量，必要時(shí)還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無(wú)確切預(yù)防效果，不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素：時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng)，缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤：在開(kāi)刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無(wú)須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明，手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 ＞20%

術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒(méi)有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無(wú)章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過(guò)程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過(guò)程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過(guò)程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來(lái)源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間