کروماتوگرافی گازی GC

کروماتوگرافی گازی یکی از روش‌های کروماتوگرافی است که برای بررسی و جداسازی مواد فرار بدون تجزیه شدن آن‌ها، بکار می‌رود. در کروماتوگرافی گازی، فاز گازی یک گاز بی اثر (برای مثال هلیوم، نیتروژن، آرگون و دی اکسید کربن) است و به فاز متحرک گاز حامل نیز می گویند. فاز ساکن یک جسم جامد جاذب یا لایه نازکی از یک مایع غیر فرار است که به دیواره داخلی ستون یا به صورت پوششی روی سطح گلوله های شیشه ای یا فلزی قرار داده شده است.

در صورتی که فاز ساکن جسم جامد جاذب باشد اصطلاحا کروماتوگرافی گازی گویند و اگر فاز ساکن مایع غیر فرار باشد آن را کروماتوگرافی گاز مایع گویند.اساس جداسازی توزیع نمونه بین دو فاز ساکن و متحرک است.نکته قابل توجه در مقایسه این کروماتوگرافی با سایر روش ها،عدم وجود برهمکنش بین فاز متحرک و نمونه است.

دﺳﺘﮕﺎه کروماتوگرافی گازی GC-MS

ﯾﮑﯽ از ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪﺗﺮﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎﻫﻬﺎی ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در آﻧﺎﻟﯿﺰ دﺳﺘﮕﺎﻫﯽ، ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ ﮔﺎزي ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ و ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت ﭘﺲ از ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻃﯿﻒﺳﻨﺞ ﺟﺮﻣﯽ ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. ﭘﺲ دﺳﺘﮕﺎه GC-MS از دو ﻗﺴﻤﺖ GC (ﮔﺎز ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ) و MS (ﻃﯿﻒ ﺳﻨﺠﯽ ﺟﺮﻣﯽ) ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ.

در اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه GC و Mass از ﻫﻢ ﺟﺪا ﻧﻤﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ و وارد ﮐﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﻪ دﺳﺘﮕﺎه Mass از ﻃﺮﯾﻖ GC بواسطه ی رابط ویژه ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ در اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه، ﻓﻘﻂ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﯾﯽ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﯿﻢ ﻃﯿﻒ ﺟﺮﻣﯽ ﺗﻬﯿﻪ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﺑﺘﻮان آنها را ﺑﻪ GC ﺗﺰرﯾﻖ ﻧمود. ﺑﻪ ﻃﻮر ﻋﻤﺪه اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه ﺑﺮاي ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ و ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﻘﺪارنمونه هایی اﺳﺖ ﮐﻪ ﻓﺮار هستند (ﻣﺎﻧﻨﺪ اﺳﺎﻧﺲﻫﺎي ﮔﯿﺎﻫﯽ ﮐﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ دارﻧﺪ) و ﯾﺎ ﺑﻪواﺳﻄﻪ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺑﺎ ﺑﺮﺧﯽ واﮐﻨﺸﮕﺮﻫﺎ و ﯾﺎ ﺣﻼﻟﻬﺎي ﺧﺎص، مشتق سازی شده وتبدیل به گونه ی ﻓﺮار می شوند. در دﺳﺘﮕﺎه GC-MS اﺟﺰاي ﯾﮏ ﻣﺨﻠﻮط ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺗﻮﺳﻂ ﯾﮏ ﺳﺘﻮن ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ از ﻫﻢ ﺟﺪا ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ و ﭘﺲ از ﺣﺬف ﮔﺎز ﺣﺎﺻﻞ، وارد ﻣﻨﺒﻊ یونیزاسیون ﻃﯿﻒ ﺳﻨﺞ ﺟﺮﻣﯽ ﻣﯽ ﮔﺮدﻧﺪ و ﺳﭙﺲ، ﺑﻪواﺳﻄﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯿﺪاﻧﻬﺎي اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﭘﺮ ﻗﺪرت، اﻗﺪام ﺑﻪ ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ ﮐﻤﯽ و ﮐﯿﻔﯽ اﺟﺰاي ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎر اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﻪ ﺟﺮم آﻧﻬﺎ ﻣﯽﮔﺮدد.

دستگاه GC-Mass مشابه دستگاه GC است. تنها تفاوت آن با GC معمولی این است که در این دستگاه دتکتور مربوطه دتکتور Mass است.

تفاوت های دیگر آن عبارتند از:

۱- از ستون موئینه (کاپیلری) استفاده می کنیم. از نظر پلاریته ستون دارای پلاریته متوسطی است. طولش ۳۰ متر است و برای کارهای عمومی استفاده می شود از آنجا که عوض کردن ستون زیاد ساده نمی باشد. سعی می کنیم ستونی را انتخاب کنیم که نمونه های زیادی را با آن تعیین کنیم.

۲- احتیاج به حجم نمونه خیلی کمی برای تزریق داریم. معمولا ۰.۱ میکرولیتر حجم تزریق است، گاهی همین ۰.۱ میکرولیتر هم برای تزریق به این دستگاه زیاد است پس از سیستمی که برای رقیق کردن نمونه است و split یا spliless نام دارد استفاده می کنیم. Split یعنی چند شاخه شدن یعنی نمونه ای که به دستگاه تزریق می کنیم عدد split را به دستگاه می دهیم .مثلا۱۰۰ ، نمونه به همان مقدار تقسیم شده و یکی از آن قسمتها وارد دستگاه می شود.

دو طریق عمده برای یونیزاسیون نمونه داریم:

۱- طریقه Electron Ionization الکترون یونیزاسیون (EI): که انرژی حدود ev 70 به جسم اعمال می شود. مقدار شکست ها خیلی زیاد است، پس اطلاعات راجع به ساختمان شیمیائی جسم بیشتر می شود. تنها اشکال آن ندیدن پیک یون ملکولی در برخی اوقات است.
۲- روش Chemical Ionization یونیزاسیون شیمیایی (C.I): از گاز متان، ایزوبوتان، آمونیاک برای شکستن جسم استفاده می کنیم که طریق نرم تری است و یون ملکولی را می بینیم.
در شروع کار با دستگاه باید تشکیل خلا را چک کنیم که به میزان قابل قبولی رسیده باشد به خاطر اینکه وجود آب پیک (۱۸)، ازت (۲۸)، اکسیژن (۳۲) را ایجاد می کنند. با این حال معمولا وقتی طیف Mass می گیریم به آن برنامه می دهیم که از mass 40 به بالا را بگیرد.

قسمت های مختلف دستگاه کروماتوگراف گازی

۱) مخزن هليم: He با خلوص بسيار بالا
۲) Injector: فلوي گاز حامل را روي Psi 12 تنطيم مي كنيم. در قسمت split flow. ميزان رقيق شدن نمونه را تعيين مي كنيم، يعني نمونه با گاز حامل تقسيم به نسبت مي شود و تنها به نسبت 1به عدد تقسيم وارد ستون مي گردد. ممكن است قسمت GC با يك دتكتور FID به عنوان يك بخش مستقل استفاده شود.
۳) ستون: از نوع كاپيلری طول: 30m نوع DB-5
بعد از مدتي ستون كثيف مي شود كه بايد آن را مجددا احياء (رژنره) كنيم، براي اين كار مدتي ستون را در دماي °215-200 قرار مي دهيم تا اشغالها بسوزد. پس از چند بار با اين روش هم ديگر نمي توان ستون را احياء مجدد نمود، و بايد cm 20 اول ستون را قطع نمود، چرا كه اغلب اشغالها در cm 20 اول ستون هستند.
۴) Detector: دتکتور همان دستگاه Mass می باشد.
۵) Recorder
۶) برای قسمت Mass احتياج به پمپ براي ايجاد خلا داريم.