مقایسه دستگاه های GC و HPLC

کروماتوگرافی یکی از روش‌ های جداسازی و تحلیل ترکیبات شیمیایی است که در شیمی تجزیه، صنایع مختلف و پژوهش‌ های علمی کاربرد گسترده‌ ای دارد.

از میان انواع روش های کروماتوگرافی، کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) دو روش مهم و پرکاربرد هستند.

 

این دو تکنیک با وجود شباهت‌ های ساختاری در ابزار و اصول پایه، دارای تفاوت‌ های اساسی در نحوه عملکرد، کاربردها، و محدودیت‌ ها هستند. در این مقاله، به مقایسه دقیق این دو روش پرداخته خواهد شد.

 

اصول کلی کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)

---

۱. کروماتوگرافی گازی (GC)

کروماتوگرافی گازی یک روش کروماتوگرافی است که از فاز متحرک گازی (Carrier Gas) و فاز ساکن جامد یا مایع استفاده می‌ کند. این روش عمدتا برای جداسازی ترکیبات فرار و پایدار در دماهای بالا طراحی شده است. در کروماتوگرافی گازی، اجزای نمونه به کمک گاز حامل از طریق یک ستون عبور کرده و براساس تفاوت در برهمکنش با فاز ساکن جدا می‌ شوند.

۲. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)

HPLC از فاز متحرک مایع و فاز ساکن جامد استفاده می‌ کند. در این روش، نمونه توسط یک حلال مایع با فشار بالا از میان ستون حاوی فاز ساکن عبور داده می‌ شود. جداسازی در HPLC عمدتا براساس تفاوت در انحلال‌ پذیری و برهمکنش شیمیایی اجزای نمونه با فاز ساکن انجام می‌ گیرد.

 

مقایسه اجزای دستگاه GC و دستگاه HPLC

---

• فاز متحرک

کروماتوگرافی گازی: گاز حامل (هلیوم، نیتروژن، یا هیدروژن) که بی‌ اثر و غیر واکنشی است.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): حلال مایع (آب، متانول، استونیتریل و…) که ممکن است قطبی، غیرقطبی یا ترکیبی از هر دو باشد.

 

• ستون

کروماتوگرافی گازی: ستون معمولا به صورت لوله‌ ای مویین (Capillary) پرشده است. ستون‌ های GC به گرما مقاوم هستند و طول آنها معمولا بیشتر از ستون‌ های HPLC است. (10 تا 50 متر)

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): ستون‌ های پرشده با ذرات فاز ساکن ساخته می‌ شوند. طول ستون‌ های HPLC معمولا 5 تا 30 سانتی‌ متر است.

 

• تزریق‌ کننده

کروماتوگرافی گازی: تزریق نمونه بصورت بخار انجام می‌ شود. دمای تزریق‌ کننده بالاست تا نمونه تبخیر شود.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): تزریق نمونه به صورت مایع انجام می‌ شود و نیازی به حرارت نیست.

 

• آشکارساز

کروماتوگرافی گازی: آشکارسازهای کروماتوگرافی گازی معمولا شامل آشکارساز یونیزاسیون شعله‌ ای (FID)، هدایت حرارتی (TCD)، و جذب الکترون (ECD) هستند.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): آشکارسازهای HPLC شامل آشکارساز UV-Vis، فلورسانس و دستگاه طیف‌ سنجی جرمی LC-MS هستند.

 

• دمای کارکرد

کروماتوگرافی گازی: نیازمند دماهای بالا برای تبخیر نمونه است.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): معمولا در دمای محیط یا با کنترل دمای ملایم کار می‌ کند.

 

نحوه عملکرد دستگاه GC و دستگاه HPLC

---

۱) کروماتوگرافی گازی GC

• نمونه به صورت بخار به ستون تزریق می‌ شود.
• گاز حامل نمونه را از میان ستون حاوی فاز ساکن عبور می‌ دهد.
• اجزای نمونه بر اساس تفاوت در میزان برهمکنش با فاز ساکن جداسازی می‌ شوند.
• اجزا توسط آشکارساز شناسایی و به صورت کروماتوگرام ثبت می‌ شوند.

 

۲) کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا HPLC

• نمونه مایع به همراه فاز متحرک مایع وارد ستون می‌ شود.
• ترکیبات مختلف نمونه با سرعت‌ های متفاوت از ستون عبور می‌ کنند.
• آشکارساز اجزا را شناسایی و داده‌ ها را ثبت می‌ کند.

 

مزایا و معایب کروماتوگرافی گازی GC و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا HPLC

---

مزایای کروماتوگرافی گازی

• سرعت بالا: زمان آنالیز کوتاه‌ تر است.
• دقت و حساسیت بالا: برای ترکیبات آلی و فرار بسیار دقیق عمل می‌ کند.
• هزینه پایین تر مواد مصرفی: گاز حامل ارزان‌ تر از حلال‌ های مایع است.

 

معایب کروماتوگرافی گازی

• محدود به ترکیبات فرار و پایدار در دمای بالا
• نیازمند نمونه‌ های بدون آب (خشک) است.
• برای ترکیبات غیرفرار یا تجزیه‌ شونده در حرارت مناسب نیست.

 

مزایای کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)

• قابلیت آنالیز ترکیبات غیرفرار، قطبی و بزرگ مولکول
• مناسب برای نمونه‌ های آبی یا زیستی
• قابلیت استفاده از فاز متحرک با ترکیب متنوع

 

معایب کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)

• زمان آنالیز طولانی‌ تر از کروماتوگرافی گازی است.
• هزینه بالای حلال‌ ها و نگهداری دستگاه را دارد.
• نیازمند فشار بالا که ممکن است باعث استهلاک بیشتر دستگاه شود.

 

کاربردهای دستگاه GC در مقایسه با کاربردهای دستگاه HPLC

---

کاردبرد دستگاه GC

• صنایع نفت و گاز

آنالیز هیدروکربن‌ ها و ترکیبات آلی فرار: دستگاه GC به طور گسترده‌ ای برای تجزیه و تحلیل ترکیبات مختلف در نفت و گاز استفاده می‌ شود. این تکنیک به شناسایی و جداسازی ترکیبات پیچیده هیدروکربنی کمک می‌ کند و در بهبود کیفیت محصولات نفتی مؤثر است.

• محیط زیست

اندازه‌ گیری آلاینده‌ های هوا و گازها: کروماتوگرافی گازی برای پایش کیفیت هوا و شناسایی آلاینده‌ های آلی فرار در محیط‌ های شهری و صنعتی به کار می‌ رود و نقشی کلیدی در ارزیابی میزان آلودگی دارد.

• پزشکی قانونی

شناسایی الکل و مواد مخدر فرار: در حوزه علوم جنایی، دستگاه GC برای تشخیص الکل و مواد مخدر در نمونه‌های بیولوژیکی استفاده می‌ شود، که می‌ تواند در حل پرونده‌ های قانونی و تعیین میزان مصرف این مواد نقش‌ آفرینی کند.

• غذا و نوشیدنی

بررسی اسانس‌ ها و ترکیبات طعم‌ دهنده: این تکنیک برای تجزیه و تحلیل ترکیبات عطری و طعمی در محصولات غذایی و نوشیدنی‌ ها استفاده می‌ شود و در تضمین کیفیت و استانداردسازی طعم و عطر محصول می تواند موثر واقع شود.

 

کاربرد دستگاه HPLC

• داروسازی

کنترل کیفیت و شناسایی ناخالصی‌ ها: HPLC به عنوان یکی از ابزارهای مهم در صنعت داروسازی برای بررسی خلوص و شناسایی ناخالصی‌ های موجود در داروها به کار می‌ رود و تضمین‌ کننده ایمنی و اثربخشی محصولات دارویی است.

• زیست‌ شناسی مولکولی

آنالیز پروتئین‌ ها و اسیدهای نوکلئیک: این تکنیک در تجزیه و تحلیل مولکول‌ های زیستی مانند پروتئین‌ ها و اسیدهای نوکلئیک به کار می‌ رود و در تحقیقات زیست‌ شناسی و پزشکی اهمیت ویژه‌ ای دارد.

• کشاورزی

تعیین بقایای سموم و آفت‌ کش‌ ها: HPLC در شناسایی و اندازه‌ گیری بقایای سموم و آفت‌ کش‌ ها در محصولات کشاورزی به کار گرفته می‌ شود تا ایمنی غذایی و انطباق با استانداردهای بهداشتی را تضمین کند.

• صنایع غذایی

بررسی مواد افزودنی و مواد نگهدارنده: این روش برای شناسایی و تحلیل مواد افزودنی و نگهدارنده در مواد غذایی استفاده می‌ شود، که در تضمین کیفیت و ایمنی محصولات غذایی نقش حیاتی دارد.

 

خلاصه مقاله

کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) دو روش مکمل در تجزیه و تحلیل شیمیایی هستند. کروماتوگرافی گازی برای ترکیبات فرار، پایدار و غیرقطبی مناسب است و در کاربردهایی چون تحلیل ترکیبات آلی فرار، محیط زیست و صنایع نفت نقش برجسته‌ ای دارد. از سوی دیگر، HPLC برای ترکیبات قطبی، غیرفرار و زیستی مانند پروتئین‌ ها و داروها کاربرد دارد. انتخاب بین این دو روش به ماهیت نمونه، اهداف آنالیز و نیازهای پژوهشگر بستگی دارد.

مقایسه صورت گرفته در این مقاله توسط کارشناسان مهام آزما نشان می‌ دهد که هر دو روش جایگاه ویژه‌ ای در صنایع و پژوهش‌ های علمی دارند و باتوجه به پیشرفت تکنولوژی، این تکنیک‌ ها همچنان توسعه خواهند یافت.

 

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