دستگاه GC Mass چیست؟

دستگاه GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) یکی از ابزارهای تحلیلی پیشرفته است که ترکیبی از دو تکنیک گاز کروماتوگرافی (GC) و طیف‌ سنجی جرمی (MS) را به کار می‌ گیرد. این دستگاه برای جداسازی، شناسایی و تعیین غلظت ترکیبات شیمیایی در نمونه‌ های پیچیده استفاده می‌ شود. گاز کروماتوگرافی مسئول جداسازی ترکیبات مختلف در یک نمونه است، در حالی که طیف‌ سنجی جرمی وظیفه شناسایی و تعیین ساختار مولکولی این ترکیبات را بر عهده دارد.

 

تکنیک کار دستگاه GC-MS

دستگاه GC-MS تحلیلی به دلیل حساسیت، دقت، و توانایی در شناسایی مواد در مقادیر بسیار کم، در حوزه‌ های مختلفی از جمله صنایع دارویی، محیط‌ زیست، مواد غذایی، و تحقیقات علمی به کار گرفته می‌شود. که در ادامه به انواع تکنیک های بکار رفته در آن می پردازیم:

• گاز کروماتوگرافی (GC)

این قسمت از دستگاه برای جداسازی ترکیبات مختلف در نمونه‌ ها استفاده می‌ شود. نمونه به داخل ستون کروماتوگرافی که با یک گاز حامل (مانند هلیوم یا نیتروژن) پر شده است تزریق می‌ شود. هر ترکیب شیمیایی به دلیل تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی (مانند نقطه جوش) با سرعت متفاوتی از ستون عبور می‌ کند.

• طیف‌ سنجی جرمی (MS)

بعد از جداسازی، ترکیبات جدا شده وارد بخش طیف‌ سنج جرمی می‌  شوند، جایی که آن‌ ها به یون‌ های باردار تجزیه شده و بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) آنالیز می‌ شوند. این فرآیند امکان شناسایی و تعیین ساختار مولکولی ترکیبات را فراهم می‌کند.

 

اجزای دستگاه GC-MS

دستگاه GC-MS از چندین جزء اصلی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در فرآیند تحلیل نمونه دارند و عبارتند از:

۱. منبع گاز حامل

گاز حامل (Carrier Gas) وظیفه انتقال نمونه‌ ها از طریق ستون کروماتوگرافی را دارد. معمولا از گازهای خنثی مانند هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن استفاده می‌ شود. خلوص گاز حامل بسیار اهمیت دارد، زیرا آلودگی می‌ تواند بر دقت نتایج تأثیر بگذارد.

۲. تزریق‌ کننده نمونه (Injector)

نمونه مایع یا گازی به داخل ستون کروماتوگرافی تزریق می‌ شود. سیستم تزریق‌ کننده معمولا شامل یک هیتر برای تبخیر نمونه‌ های مایع است تا به حالت گازی تبدیل شوند.

۳. ستون کروماتوگرافی

ستون، قلب بخش کروماتوگرافی گازی است که ترکیبات نمونه را بر اساس تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ ها جدا می‌ کند. این ستون‌ ها معمولا از مواد سیلیکای متخلخل ساخته شده و با لایه‌ ای از فاز ساکن پوشش داده می‌ شوند. انتخاب نوع ستون بسته به ماهیت نمونه متفاوت است.

۴. کوره (Oven)

کوره، ستون کروماتوگرافی را در یک دمای کنترل‌ شده نگه می‌ دارد. تغییرات دما در طول فرآیند می‌ تواند به جداسازی بهتر ترکیبات کمک کند.

۵. منبع یون‌ ساز (Ionization Source)

در بخش طیف‌ سنجی جرمی، ترکیبات جدا شده توسط ستون، به یون‌ های باردار تبدیل می‌ شوند. روش‌ های رایج یون‌ سازی شامل یون‌ سازی الکترونی (Electron Impact) و یون‌ سازی شیمیایی (Chemical Ionization) هستند.

۶. آنالیز‌کننده جرمی (Mass Analyzer)

یون‌ های باردار بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) در این بخش جدا می‌ شوند. انواع مختلفی از آنالیز‌کننده‌ها وجود دارد، از جمله تحلیلگر چهار قطبی (Quadrupole) و تحلیلگر زمان پرواز (Time of Flight – TOF)

۷. آشکارساز (Detector)

یون‌ های جدا شده توسط آنالیز‌ کننده به آشکارساز منتقل شده و سیگنال‌ های الکتریکی متناسب با غلظت یون‌ ها تولید می‌ شوند. این سیگنال‌ ها برای تولید طیف جرمی استفاده می‌ شوند.

۸. سیستم کامپیوتری

داده‌ های طیفی و کروماتوگرافی توسط کامپیوتر پردازش و تحلیل می‌ شوند. نرم‌ افزارهای پیشرفته امکان شناسایی خودکار ترکیبات و مقایسه نتایج با کتابخانه‌ های طیفی را فراهم می‌ کنند.

 

کاربردهای دستگاه GC-MS در صنایع مختلف

دستگاه GC-MS (گاز کروماتوگرافی – طیف‌ سنج جرمی) از جمله ابزارهای قدرتمند تحلیلی است که کاربردهای وسیعی در صنایع و پژوهش‌ های مختلف دارد. کارشناسان مهام آزما فارمد در ادامه این مطلب به برخی از این کاربردها بصورت تخصصی پرداخته اند:

۱) صنایع دارویی و پزشکی

• تحلیل داروها: دستگاه GC-MS برای شناسایی و تعیین خلوص مواد اولیه دارویی و محصولات نهایی به کار می‌ رود. این دستگاه می‌ تواند به تشخیص و کنترل کیفیت داروها کمک کند.
• تشخیص بیماری‌ ها: در مطالعات بالینی، از این دستگاه برای تحلیل ترکیبات زیستی مانند متابولیت‌ ها در نمونه‌ های خونی و ادراری استفاده می‌ شود که به تشخیص سریعتر و دقیقتر بیماری‌ ها کمک می‌ کند.
• کنترل کیفیت: GC-MS برای بررسی وجود ناخالصی‌ ها و تجزیه و تحلیل مواد دارویی به منظور تضمین سلامت و اثربخشی آن‌ ها ضروری است.

 

۲) تحلیل محیط‌ زیست

• پایش آلودگی هوا: این دستگاه قادر به شناسایی آلاینده‌ های آلی فرّار (VOCs) در هوا بوده و به ارزیابی کیفیت هوای محیط کمک می‌ کند.
• تحلیل آب و خاک: از GC-MS برای بررسی وجود آلاینده‌ های آلی مثل هیدروکربن‌ ها و آفت‌ کش‌ ها در منابع آبی و خاک استفاده می‌ شود تا وضعیت سلامت محیط‌ زیست ارزیابی شود.
• ردیابی آلودگی‌ های زیستی: امکان شناسایی ترکیبات آلی در نمونه‌ های زیستی مانند گیاهان و موجودات زنده از دیگر کاربردهای این ابزار است.

 

۳) صنایع غذایی و کشاورزی

• شناسایی آلاینده‌ها: این دستگاه برای بررسی وجود سموم آفت‌ کش‌ ها، افزودنی‌ های غیرمجاز و آلاینده‌ های شیمیایی در مواد غذایی استفاده می‌ شود.
• کنترل کیفیت طعم و بو: با شناسایی ترکیبات مؤثر بر طعم و عطر، کیفیت محصولات غذایی بهبود می‌ یابد.
• تحلیل محصولات کشاورزی: شناسایی باقیمانده سموم در محصولات زراعی از دیگر کاربردهای مهم است که به سلامت مواد غذایی کمک می‌کند.

 

۴) علوم جنایی و قانونی

• تحلیل مواد مخدر: GC-MS برای شناسایی و تعیین ساختار مواد مخدر و روانگردان به کار می‌ رود و به اجرای قانون علیه تجارت غیرقانونی این مواد کمک شایانی می‌ کند.
• ردیابی شواهد: تحلیل نمونه‌ هایی مانند اثر انگشت شیمیایی، لکه‌ های خون یا الیاف به حل پرونده‌ های جنایی و تعیین شواهد کمک بسیاری می‌ کند.
• تعیین علت مرگ: شناسایی سموم یا مواد شیمیایی در بدن قربانیان برای تعیین علت مرگ بسیار حیاتی است.

 

۵) صنایع پتروشیمی و انرژی

• تحلیل هیدروکربن‌ ها: این دستگاه به بررسی کیفیت و ترکیب محصولات نفتی و گازی می‌ پردازد.
• کنترل کیفیت سوخت‌ ها: شناسایی ناخالصی‌ ها و ترکیبات ناخواسته در سوخت‌ ها برای تضمین کیفیت و عملکرد بهینه ضروری است.
• پایش فرآیندهای صنعتی: استفاده از GC-MS در بهبود بهره‌ وری و کاهش ضایعات در فرآیندهای تولید مواد شیمیایی نقش مهمی دارد.

 

۶) تحقیقات علمی

• شیمی آلی و معدنی: این دستگاه برای شناسایی ترکیبات آلی پیچیده و تعیین ساختار مولکولی مورد استفاده قرار می‌ گیرد.
• تحقیقات زیستی: بررسی متابولیت‌ ها و ترکیبات زیستی در نمونه‌ های مختلف از کاربردهای کلیدی در این زمینه است.
• زمین‌ شناسی و علوم محیطی: تحلیل ترکیبات آلی موجود در سنگ‌ ها و رسوبات برای درک فرآیندهای زیست‌ محیطی و زمین‌ شناسی اهمیت دارد.

 

دستگاه GC-MS با ترکیب قدرت جداسازی کروماتوگرافی گازی و دقت بالای طیف‌ سنجی جرمی، یکی از ابزارهای ضروری در آزمایشگاه‌ های مدرن است. این دستگاه با دقت و حساسیت بالا در شناسایی و تعیین غلظت ترکیبات شیمیایی، کاربردهای گسترده‌ ای در حوزه‌ های مختلف علمی و صنعتی دارد. از کنترل کیفیت در صنایع دارویی و غذایی گرفته تا تحلیل‌ های محیط‌ زیستی و علوم جنایی، GC-MS به عنوان یک فناوری پیشرفته نقش مهمی در توسعه پایدار و بهبود کیفیت زندگی ایفا می‌ کند.

 

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