دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) چیست؟

کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography یا GC) یکی از روش‌های تحلیل و جداسازی مواد است که به طور گسترده در شیمی تجزیه، صنایع نفت، داروسازی، و محیط زیست استفاده می‌شود.

این روش برای تجزیه و تحلیل ترکیباتی که قابلیت تبخیر بدون تجزیه را دارند مناسب است. کروماتوگرافی گازی با دقت بالا، حساسیت مناسب، و سرعت آنالیز بالا شناخته می‌شود.

 

از برترین و پرکاربردترین دستگاه های GC موجود در شرکت مهام آزما در صنایع مختلف می توان دستگاه های زیر را نام برد:

• دستگاه GC مدل 6890 اجیلنت
• دستگاه GC مدل 7890 اجیلنت

 

اصول اولیه کروماتوگرافی گازی

کروماتوگرافی گازی شامل دو فاز اصلی است:

۱. فاز متحرک

گاز حامل (Carrier Gas) که ممکن است هیدروژن، هلیوم، نیتروژن، یا آرگون باشد. گاز حامل نقش انتقال نمونه از طریق ستون را دارد.

۲. فاز ساکن (Stationary Phase)

ماده‌ای ثابت که در داخل ستون قرار گرفته و موجب جداسازی اجزای نمونه بر اساس تفاوت در میزان برهمکنش با آن می‌شود.

در کروماتوگرافی گازی نمونه به صورت بخار وارد ستون کروماتوگرافی می‌شود. مواد تشکیل‌دهنده نمونه بر اساس تفاوت در میزان جذب، انحلال یا برهمکنش شیمیایی با فاز ساکن جداسازی می‌شوند.

 

اجزای دستگاه کروماتوگرافی گازی Gas Chromatography

دستگاه کروماتوگرافی گازی GC از چندین بخش تشکیل شده است که هرکدام نقشی کلیدی در عملکرد آن دارند:

• منبع گاز حامل

این بخش گاز حامل را فراهم می‌کند. گاز حامل باید خالص باشد تا هیچ‌گونه آلودگی در نتایج تأثیر نگذارد. فشار گاز توسط تنظیم‌کننده فشار کنترل می‌شود.

• تزریق‌کننده (Injector)

نمونه از طریق این بخش وارد سیستم می‌شود. تزریق‌کننده معمولاً دارای قابلیت گرمادهی است تا نمونه به بخار تبدیل شود. تزریق می‌تواند به صورت دستی یا خودکار انجام شود.

• ستون کروماتوگرافی (Chromatographic Column)

ستون قلب دستگاه کروماتوگرافی گازی است. ستون‌ها معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ یا شیشه ساخته شده‌اند و با مواد فاز ساکن پوشش داده شده‌اند. طول و قطر ستون تأثیر زیادی بر دقت و سرعت جداسازی دارد.

• کوره (Oven)

کوره یا محفظه گرم‌کننده برای کنترل دما استفاده می‌شود. دمای آون می‌تواند ثابت باشد یا به صورت برنامه‌ریزی شده تغییر کند (گرادیان حرارتی)، تنظیم دقیق دما یکی از عوامل مهم در کیفیت جداسازی است.

• آشکارساز (Detector)

آشکارساز، اجزای جدا شده را شناسایی و سیگنال الکتریکی تولید می‌کند. انواع مختلف آشکارسازها در کروماتوگرافی گازی وجود دارد، از جمله:

 

۱. FID (Flame Ionization Detector)

مناسب برای ترکیبات آلی

۲. TCD (Thermal Conductivity Detector)

برای شناسایی گازهای غیرآلی

۳. ECD (Electron Capture Detector)

برای آنالیز ترکیبات حاوی هالوژن

۴. سیستم داده‌ برداری (Data Acquisition System)

این سیستم سیگنال‌های الکتریکی آشکارساز را دریافت کرده و به صورت کروماتوگرام نمایش می‌دهد. کروماتوگرام یک نمودار است که محور افقی زمان و محور عمودی شدت سیگنال را نشان می‌دهد.

 

نحوه کارکرد دستگاه کروماتوگرافی گازی

• آماده‌ سازی نمونه

قبل از تزریق، نمونه باید آماده شود. این مرحله شامل رقیق‌ سازی، فیلتراسیون یا استخراج است.

• تزریق نمونه

نمونه با استفاده از میکروسیرنج یا سیستم خودکار به تزریق‌ کننده وارد می‌شود. در این مرحله نمونه به دلیل دمای بالای تزریق‌کننده تبخیر می‌شود.

• انتقال به ستون

گاز حامل نمونه تبخیر شده را به ستون منتقل می‌کند. در ستون، جداسازی مواد بر اساس تفاوت در برهمکنش آنها با فاز ساکن و سرعت حرکت در ستون انجام می‌شود.

• جداسازی مواد

اجزای مختلف نمونه به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت با سرعت‌های مختلف از ستون عبور می‌کنند. موادی که برهمکنش بیشتری با فاز ساکن دارند، دیرتر از ستون خارج می‌شوند.

• شناسایی و تشخیص

مواد جدا شده به آشکارساز منتقل شده و شناسایی می‌شوند. آشکارساز سیگنال‌هایی متناسب با غلظت مواد تولید می‌کند که توسط سیستم داده‌برداری به کروماتوگرام تبدیل می‌شود.

• تجزیه و تحلیل داده‌ ها

بررسی پیک‌های کروماتوگرام اطلاعاتی درباره ترکیب و غلظت مواد موجود در نمونه فراهم می‌کند. محل پیک‌ها نشان‌دهنده زمان ماند (Retention Time) هر ماده است و ارتفاع یا مساحت پیک اطلاعات کمی ارائه می‌دهد.

 

مزایای استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی GC

1. دقت و حساسیت بالا: امکان شناسایی مواد در غلظت‌ های پایین
2. سرعت بالا: بسیاری از آنالیزها در کمتر از چند دقیقه انجام می‌ شوند
3. تنوع گسترده: قابلیت استفاده برای ترکیبات مختلف آلی و معدنی
4. قابلیت ترکیب با دستگاه‌ های دیگر: مانند دستگاه GC-MS برای آنالیز ساختاری

 

کاربردهای دستگاه GC در صنعت

کروماتوگرافی گازی یکی از تکنیک‌های تحلیلی پیشرفته است که به دلیل دقت و کاربردهای گسترده‌اش در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود. در ادامه مطلب به برخی از مهم‌ ترین کاربردهای آن اشاره کرده ایم:

۱) صنایع نفت و پتروشیمی

این تکنیک به طور گسترده‌ای در تجزیه و تحلیل ترکیبات مختلف هیدروکربنی و جداسازی اجزای نفت خام استفاده می‌شود. به کمک دستگاه‌های کروماتوگرافی گازی می‌توان ترکیبات پیچیده موجود در نفت را شناسایی و ارزیابی کرد، که این امر به بهبود فرآیندهای پالایش و ارتقا کیفیت فراورده‌های نفتی کمک می‌کند.

۲) صنعت داروسازی

در صنعت داروسازی، کروماتوگرافی گازی نقش کلیدی در کنترل کیفیت داروها و شناسایی ناخالصی‌های موجود دارد. با استفاده از این روش، شرکت‌های داروسازی می‌توانند از انطباق محصولات خود با استانداردهای کیفی اطمینان حاصل کرده و ایمنی و اثربخشی داروها را تضمین کنند.

۳) محیط زیست

یکی دیگر از کاربردهای مهم کروماتوگرافی گازی GC در حوزه محیط زیست است. این تکنیک برای اندازه‌گیری و شناسایی آلودگی‌های هوا و آب به کار می‌رود. با ارزیابی دقیق ترکیبات آلاینده، اقدامات موثر برای کاهش و کنترل آلودگی محیط‌ زیستی می‌توانند اعمال شوند.

۴) صنایع غذا و کشاورزی

در صنعت غذا و کشاورزی، کروماتوگرافی گازی برای بررسی باقیمانده سموم کشاورزی و مواد افزودنی در محصولات غذایی به کار می‌رود. اطمینان از ایمنی و کیفیت مواد غذایی از طریق شناسایی و کنترل دقیق ترکیبات شیمیایی امکان‌ پذیر می‌شود.

۵) علوم جنایی

در حوزه علوم جنایی، این روش برای شناسایی مواد مخدر و تجزیه و تحلیل آثار جرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. کروماتوگرافی گازی می‌تواند در تحلیل شواهد صحنه جرم و شناسایی مواد شیمیایی به جا مانده، نقش حیاتی ایفا کند و به روند تحقیقات جنایی کمک شایانی برساند.

 

جمع‌ بندی مقاله

کروماتوگرافی گازی یکی از قدرتمندترین تکنیک‌ های جداسازی و تجزیه و تحلیل مواد است که به دلیل دقت، سرعت، و قابلیت‌ های گسترده در صنایع و تحقیقات علمی جایگاه ویژه‌ ای دارد. این دستگاه با بهره‌گیری از اصول فیزیکی و شیمیایی، امکان مطالعه دقیق مواد مختلف را فراهم می‌ کند. با وجود محدودیت‌ های آن، پیشرفت‌ های مداوم در تکنولوژی کروماتوگرافی گازی همچنان کاربردهای بیشتری را برای این روش فراهم می‌ سازد.

 

جهت اطلاع از موجودی کالاها و قیمت ها با مشاورین فروش شرکت تجهیزات آزمایشگاهی مهام آزما ۰۲۱۸۸۵۰۹۳۸۴ – ۰۲۱۸۶۰۴۵۸۷۰ در ارتباط باشید.