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气相色谱法是利用被测物质的挥发性或者沸点的不同使混合物分离的方法，气相色谱法的谱图是按照矿物油的分子量或按照碳原子数由低到高的顺序出峰，利用内标物或外标物对被测的物质进行定量测定，利用气相色谱的谱图与标准样品比对的形式进行定性分析。这种方法具有样品损耗少、操作简单和反应速度快等众多优点，适用于大型企业和科研研究所进行研究。

为了弥补一维气相色谱法的一些缺点，近年来在食品中矿物油的检测中逐渐使用二维气相色谱法。该方法能够将矿物油中的组分分离得更加，不仅仅可以将MOSH与MOAH进行分离，还能按照MOSH中的结构及MOAH中的环数将矿物油分离，经过此次分离后便可以对矿物油的污染来源进行一系列分析。
GC×GC的维分离通常根据沸点的差异而进行非极性固定相的分离；第二维则使用极性柱对相同沸点的矿物油进行进一步的分离，利用该方法便可以对食物中矿物油进行测定。

这种方法技术要求简单，仅针对那些应用于器件润滑与生产设备清洗环节的矿物废油，这是由于通常进行设备清洗与器件润滑的作业条件比较封闭，有效污染小，废油中的污染物通常是一些机械磨损废渣与水分，在进行简单过滤和脱色与脱水操作后就可以得到质量较差的基础矿物油，部分废矿物油回收生产单位还将质量较好的矿物油与溶剂混配入处理好的废油中，从而提升回收再生油的品质。