- ۲۶ تیر ۱۴۰۴
- آزمایشگاه ها
دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) یکی از ابزارهای پیشرفته و پرکاربرد در آزمایشگاههای تجزیهای است که برای شناسایی، جداسازی و اندازهگیری ترکیبات فرّار بهکار میرود. این تکنیک به دلیل دقت بالا، سرعت تجزیه مناسب و قابلیت شناسایی ترکیبات پیچیده، جایگاه ویژهای در صنایع مختلف از جمله داروسازی، پتروشیمی، محیطزیست و صنایع غذایی پیدا کرده است. در این مقاله، با اصول عملکرد GC، اجزای اصلی دستگاه و کاربردهای کلیدی آن آشنا میشویم.
اساس کار
زمانی که یک نمونه محلول حاوی مخلوطی از ترکیبات به دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) تزریق میشود، تمامی ترکیبات از جمله اجزای حلال، در بخش تزریق گرم شده و به حالت بخار درمیآیند.
در این سیستم، فاز متحرک که همان گاز حامل است، بهصورت پیوسته از بخش تزریق نمونه به سمت ستون و در نهایت به آشکارساز حرکت میکند. ترکیبات تبخیرشده همراه با گاز حامل وارد ستون کروماتوگرافی میشوند. در داخل ستون، این ترکیبات بر اساس ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خود از یکدیگر جدا میشوند. در نهایت، هر جزء جداشده به آشکارساز رسیده و مقدار آن توسط دستگاه اندازهگیری میشود.
اجزای داخلی دستگاه GC
گاز حامل (Carrier Gas)
گاز حامل در کروماتوگراف گازی GC از نظر شیمیایی معمولاً یک گاز بی اثر مانند هیلوم و آرگون یا واکنش ناپذیر مانند هیدروژن، نیتروژن و دی اکسید کربن می باشد . گاز حامل باید با درجه خلوص بالایی باشد و فاقد رطوبت و اکسیژن باشد. فشار و دمای گاز ورودی از پارامتر های مهم می باشد که کنترل تنظیمات آن توسط ریگولاتور و روتامتر صورت می گیرد.
بخش تزریق نمونه (Sample Injector)
انژکتور یا Injector دستگاهی است برای آماده سازی نمونه جهت تزریق در داخل ستون. رایج ترین روش تزریق نمونه اغلب بصورت مایع است، توسط میکروسرنگ و از بالای ستون به درون محفظه بخار ساز می باشد. دمای نمونه هم باید در حدود 50 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه جوش ماده ای با کمترین میزان فراریت نسبت به سایر اجزای نمونه باشد، تا همه نمونه ها تبخیر و راهی مسیر جدایازی در ستون شوند.
ستون (Column)
به طور کلی دو نوع ستون در آنالیزور GC داریم. ستون پر شده (Packed Column) و ستون مویین (Capillary Column)
ستون پر شده از ذرات ریزی پر شده که کاملا بی اثر هستند و توسط فاز مایع پوشیده شده و فاز ساکن را تشکیل می دهند. این ستون ها 10-2 متر می باشند و قطری حدود 4-2 میلیمتر دارند.
ستون مویین دستگاه جی سی دارای قطر داخلی چند دهم میلیمتر هستند و دارای دونوع می باشند. نوع WCOT که در آن دیواره توسط فاز مایع ساکن پوشیده شده و نوع SCOT که دیواره توسط یک پایه جامد پوشیده شده .
ستون مویین در دستگاه GC بیشتر از ستون پرشده کاربرد دارد و از بین ستون های مویین مدل WCOT بیشتر از SCOT مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع دتکتور در کروماتوگرافی گازی
دتکتورهای بسیاری وجود دارند که می توانند در کروماتوگرافی گازی مورد استفاده قرار گیرند. دتکتور های مختلف انتخاب پذیری های مختلفی نسبت به نمونه های مختلف دارند.
- دتکتور (FID (Flame Ionization Detector در تشخیص ترکیبات کربن دار (رایج ترین نوع دتکتور در کروماتوگرافی گازی)
- دتکتور (NPD (Nitrogen Phosphorous Detector برای تشخیص ترکیبات نیتروژن و فسفر دار
- دتکتور (ECD (Electron Capture detector برای آنالیز ترکیبات هالوژن دار
- دتکتور طیف سنج جرمی (Mass Spectrometer) برای تشخیص نمونه های مجهول
- دتکتور (TCD (Thermal conductivity Detector برای تشخیص کلیه ترکیبات آلی و معدنی
کاربرد دستگاه کروماتوگرافی گازی GC
- تجزیه و تحلیل مواد غذایی
- کنترل کیفیت
- پژوهش
- پزشکی قانونی
- اندازه گیری آلودگی هوا
- محیط زیست
- صنایع دارویی و بهداشتی ارایشی
- صنایع پتروشیمی
- آنالیز سموم کشاورزی و آفت کش ها
- تجزیه و تحلیل الکل خون
چه ترکیباتی که قابلیت تجزیه و تحلیل با GC را ندارند؟
- ترکیباتی که تبخیر نمی شوند مانند فلزات غیر آلی، یون ها و نمک ها
- ترکیبات بسیار واکنش پذیر و ترکیبات شیمیایی ناپایدارمانند اسید هیدروفلوریک و سایر اسیدهای قوی، ازن، NOx


