Nhãn sắc học khí rắn, hoặc GSC, là một công cụ phân tích mạnh mẽ. Mục đích của nó là để tách và nhìn vào các hợp chất bay hơi. Sự tách biệt này xảy ra dựa trên cách chúng tương tác với một giai đoạn cố định rắn. Nói rộng hơn, nhiễm sắc học khí đề cập đến toàn bộ một gia đình các phương pháp tách được sử dụng để phân tích các chất có thể biến thành khí.
Các nguyên tắc cơ bản của khí-rắn chromatography
Vậy GSC hoạt động như thế nào? Đầu tiên, mẫu được biến thành khí. Sau đó, một khí mang, là inert - thường là heli hoặc nitơ - mang nó qua một cột đặc biệt. Cột này được đóng gói với một vật liệu hấp thụ rắn. Khí mang, còn được gọi là giai đoạn di động, không’ phản ứng với bất cứ điều gì. Công việc duy nhất của nó là di chuyển mẫu’ các phân tử qua cột nóng. Sự tách thực sự xảy ra bởi vì các phân tử khác nhau dính vào vật liệu rắn với sức mạnh khác nhau.
Vai trò của quá trình hấp thụ trong tách
Hấp thụ là quy trình chính ở trung tâm của GSC. Nó khá đơn giản. Khi các chất khác nhau đi qua bề mặt rắn, chúng được giữ lại trong một khoảng thời gian khác nhau. Thời gian này phụ thuộc vào các đặc điểm vật lý và hóa học độc đáo của chúng. Một chất hấp thụ mạnh mẽ hơn sẽ được giữ lâu hơn. Sự khác biệt về thời gian này là điều cho phép một sự tách biệt tốt.
Sự khác biệt giữa khí-rắn và khí-lỏng chromatography
Cả GSC và GLC đều sử dụng khí như là pha di động, nhưng chúng không giống nhau. Sự khác biệt chính của chúng nằm ở giai đoạn tĩnh. Trong GSC, giai đoạn tĩnh là một chất hấp thụ rắn. Ngược lại, GLC sử dụng một chất lỏng được phủ trên một hỗ trợ inert. Đối với hầu hết các hợp chất hữu cơ, GLC thường tốt hơn vì nó mang lại kết quả sắc nét hơn và hoạt động cho nhiều chất hơn. Tuy nhiên, GSC thực sự tỏa sáng khi nói đến việc tách khí vĩnh viễn và hydrocarbon đơn giản, nhẹ.
Đặc điểm của các chất thích hợp cho nhiễm sắc khí rắn
Không phải mọi chất đều hoạt động tốt với GSC. Các ứng cử viên tốt nhất chia sẻ một số đặc điểm vật lý và hóa học nhất định. Điều gì’ Hơn nữa, các tính năng này làm cho chúng dễ tách bằng cách sử dụng hấp thụ.
Một phân tử’ Tài sản quan trọng rất nhiều. Ví dụ, các phân tử có cực hoặc có diện tích bề mặt lớn thường cho thấy sự hấp dẫn mạnh mẽ hơn đối với các vật liệu rắn. Do đó, họ bị giữ lại lâu hơn. Điều này dẫn đến sự tách biệt rõ ràng hơn trong kết quả cuối cùng.
Để một hợp chất được phân tích, trước tiên nó phải bị hơi hơi. Bởi vì điều này, chỉ có các hợp chất bay hơi và ổn định nhiệt là phù hợp tốt cho GSC. Một cổng mẫu là cần thiết để giới thiệu mẫu ở đầu cột. Bản thân buồng hơi hơi thường được giữ ở nhiệt độ 50 ° C nóng hơn mẫu ’ điểm sôi thấp nhất.
Một cách tách hiệu quả phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác giữa các chất và vật liệu như than hoạt tính hoặc sàng phân tử. Ví dụ, các khí không cực thường có tương tác yếu. Mặt khác, các hợp chất cực có thể hấp thụ rất mạnh vào bề mặt cực.
Các chất thường tách trong nhiễm sắc khí rắn
GSC đặc biệt hữu ích để phân tích các phân tử khí nhỏ. Nó’ s cũng tuyệt vời cho các chất hữu cơ bay hơi khó tách bằng cách sử dụng vật liệu tĩnh định pha lỏng.
Nhóm này bao gồm các phân tử nhỏ. Chúng khó duy trì trong hệ thống khí lỏng nhưng hoàn hảo cho GSC nhờ tính biến động của chúng.
Ví dụ: Oxy, Nitơ, Methane, Ethane
Các mẫu không khí là ứng cử viên tốt cho phân tích GC bởi vì phương pháp này có thể phát hiện các phân tử rất nhỏ. Các thành phần không khí phổ biến như oxy (O) ₂), nitơ (N) ₂), métan (CH) ₄), và ethan (C) ₂H₆) thường xuyên tách ra. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng sàng phân tử hoặc polymer xốp được tạo ra cho các khí nhẹ này.
Những hợp chất này hơi dễ bay hơi. Chúng cũng có xu hướng tương tác mạnh mẽ với chất hấp thụ cực.
Ví dụ: Benzene, Toluene, Chlorobenzene
Các hydrocarbon thơm như vậy cần đo lường chính xác trong công việc môi trường và công nghiệp. Cấu trúc phẳng của chúng cho phép chúng xếp chồng gọn gàng trên các bề mặt hấp thụ như than hoạt tính, giúp phân tích của chúng.
Các dung môi hữu cơ bay hơi là một loại khác phù hợp với GSC. Điều này là bởi vì chúng có áp suất hơi cao.
Ví dụ: Acetone, Ethanol, Diethyl Ether
Bạn thường có thể tìm thấy các dung môi này trong sản xuất thuốc và công nghiệp. Độ biến động của chúng làm cho chúng trở thành ứng cử viên hàng đầu để phát hiện nhanh chóng với độ dẫn nhiệt hoặc máy dò ion hóa ngọn lửa.
Các giai đoạn cố định được sử dụng trong nhiễm sắc khí rắn
Việc lựa chọn giai đoạn tĩnh là rất quan trọng. Nó ảnh hưởng nặng nề đến tính chọn lọc và độ phân giải bạn nhận được trong một phân tích.
Một số vật liệu hoạt động tốt như các giai đoạn tĩnh, tùy thuộc vào những gì bạn muốn phân tích:
- Than hoạt tính
Carbon hoạt tính có diện tích bề mặt rất lớn và khả năng hấp thụ mạnh mẽ các hợp chất phi cực, chẳng hạn như hydrocarbon. - Sàng phân tử
Đây là tinh thể aluminosilicate. Chúng có kích thước lỗ chân lông đồng nhất, làm cho chúng hoàn hảo cho việc tách khí dựa trên sự khác biệt về kích thước phân tử. - Polymer xốp (ví dụ: Porapak)
Các vật liệu như Porapak có độ cực có thể điều chỉnh. Điều này làm cho chúng tốt để tách các chất hữu cơ cực vừa phải, bao gồm rượu hoặc ketone.
Một số yếu tố quyết định chất hấp thụ nào để sử dụng. Các tiêu chí quan trọng bao gồm diện tích bề mặt, phân phối kích thước lỗ chân lông, ổn định nhiệt và khả năng tương thích hóa học với chất phân tích. Bên cạnh đó, sức mạnh cơ học cũng là một cân nhắc quan trọng cho các công việc cụ thể.
Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tách trong nhiễm sắc khí rắn
Bạn có thể cải thiện hiệu suất chromatographic. Tối ưu hóa các cài đặt hệ thống khác nhau sẽ dẫn đến độ phân giải tốt hơn.
Một diện tích bề mặt cao hơn có nghĩa là tương tác nhiều hơn giữa các chất phân tích và giai đoạn tĩnh. Tương tự như vậy, có kích thước lỗ chân lông phù hợp giúp tách biệt các phân tử dựa trên loại trừ kích thước.
Khí mang phải khô và không có oxy. Nó cũng cần phải là một giai đoạn di động vô tính hóa học cho nhiễm sắc khí. Sử dụng heli hoặc hydro có thể tăng tốc phân tích bởi vì chúng có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn. Điều gì’ Hơn nữa, sử dụng chương trình nhiệt độ có thể cải thiện thêm việc tách các mẫu với một loạt các điểm sôi. Trong phương pháp này, phân tích bắt đầu ở nhiệt độ thấp để giải quyết các thành phần sôi trước.
Các cột capillary hiệu quả hơn các cột đóng gói. Tuy nhiên, chúng có thể cần máy dò nhạy cảm hơn. Tùy thuộc vào công việc, đây có thể là một phổ đo khối lượng hoặc hệ thống ion hóa ngọn lửa. Đó là một thực tế rằng các cột ống mở có hiệu quả lớn hơn.
Các ứng dụng trên khắp các ngành công nghiệp sử dụng nhiễm sắc khí rắn
GSC rất linh hoạt để xử lý hỗn hợp khí. Bởi vì điều này, nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ khoa học môi trường đến ngành công nghiệp hóa dầu.
Các nhóm kiểm soát chất lượng không khí sử dụng GC kết hợp với máy dò FID. Thiết lập này giúp họ tìm ra các thành phần trong mẫu không khí. Nó bao gồm theo dõi các tiền chất ozone như khí NOx hoặc VOC như benzen, có thể có mặt với lượng rất nhỏ trong không khí.
Hydrocarbons nhẹ, từ methane đến butane, được phân tích mọi lúc. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng các cột đóng gói với sàng phân tử kết nối với TCD hoặc FID, tùy thuộc vào độ nhạy cần thiết.
Các nhà máy sản xuất phụ thuộc vào hệ thống GSC. Họ phải xác nhận rằng độ tinh khiết của các khí công nghiệp như nitơ hoặc oxy đáp ứng các tiêu chuẩn rất cao. Điều này rất quan trọng trước khi các khí này được sử dụng trong các quy trình tinh tế, chẳng hạn như sản xuất chất bán dẫn hoặc đóng gói thực phẩm.
Giới thiệu về PERSEE như một nhà sản xuất đáng tin cậy của các dụng cụ phân tích
Khi nhu cầu về các công cụ phân tích chính xác ngày càng tăng, PERSEE xuất hiện như một nhà lãnh đạo. Nó cung cấp các giải pháp vững chắc cho phân tích nhiễm sắc tiên tiến trên toàn cầu.
PERSEE đã kiếm được danh tiếng bằng cách pha trộn kiến thức khoa học với kỹ thuật hàng đầu. Kết quả là các nền tảng phân tích tiên tiến được thực hiện cho các chuyên gia phòng thí nghiệm trong nhiều lĩnh vực, bao gồm thử nghiệm môi trường, hóa dầu, dược phẩm và nghiên cứu học thuật.
- M7 GC-MSĐối với quang phổ khối lượng chính xác cao
Hệ thống này kết hợp nhiễm sắc khí với phát hiện quang phổ khối lượng. Nó cung cấp độ nhạy cảm tuyệt vời, xuống mức picogram. Do đó, nó là hoàn hảo để xác định các hợp chất dấu vết, ngay cả bên trong hỗn hợp phức tạp. Một lợi thế lớn của các đơn vị GC / MS là chúng cho phép xác định ngay lập tức một chất phân tích ’ S khối lượng.
- G5 GCĐối với phân tích màu sắc hiệu suất cao mô-đun
Hệ thống GC G5 của PERSEE được thiết kế để có tính mô-đun từ đầu. Nó hỗ trợ nhiều thiết lập máy dò, bao gồm TCD, FID và ECD. Điều này cung cấp sự linh hoạt đáng kinh ngạc cho tất cả các loại ứng dụng, từ kiểm tra QA / QC tiêu chuẩn đến R & amp phức tạp; D Dự án
PERSEE có chứng nhận quốc tế, đảm bảo nó đáp ứng các quy tắc quy định ở mọi nơi. Điều này được kết hợp với một mạng lưới dịch vụ toàn cầu lớn. Vì vậy, PERSEE đảm bảo hỗ trợ nhanh chóng bất cứ nơi nào các dụng cụ của nó được sử dụng trên toàn thế giới.
Tóm tắt các điểm chính
Nói tóm lại, nhiễm sắc học khí-rắn sử dụng hấp thụ để đạt được sự tách lựa chọn dựa trên tương tác bề mặt phân tử. Các chất dễ bay hơi, như khí vĩnh viễn hoặc chất hữu cơ nhẹ, là ứng cử viên tuyệt vời bởi vì chúng ổn định nhiệt. Sự thành công của phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn đúng giai đoạn tĩnh, chẳng hạn như than hoạt tính hoặc sàng phân tử. Nó cũng đòi hỏi kiểm soát cẩn thận về tỷ lệ dòng chảy và thay đổi nhiệt độ. Ngày nay, các công cụ hiện đại từ các công ty như PERSEE tăng cường độ chính xác phân tích. Họ làm điều này thông qua thiết kế mô-đun kết hợp với máy dò nhạy cảm cao như hệ thống MS hoặc FID. Các hệ thống này hỗ trợ một loạt các nhu cầu của ngành công nghiệptừ giám sát môi trường đến tinh chế hóa dầu.
Câu hỏi thường gặp:
Q1: Những loại chất nào được phân tích tốt nhất bằng cách sử dụng nhiễm sắc khí rắn?
A: Các chất tốt nhất cho phân tích nhiễm sắc khí rắn là những chất dễ bay hơi và ổn định nhiệt. Chúng có thể nhỏ, như khí vĩnh viễn, hoặc có tính năng hấp thụ mạnh mẽ, như các hợp chất thơm.
Q2: Nhiệt sắc học khí-rắn so sánh với các loại khác như nhiệt sắc học khí-lỏng như thế nào?
A: Nhãn sắc học khí-lỏng được áp dụng rộng rãi hơn, đặc biệt là cho chất lỏng hữu cơ, vì nó tạo ra hình dạng đỉnh cao hơn thông qua tách dựa trên độ hòa tan. Tuy nhiên, việc sử dụng GSC bị hạn chế do các vấn đề với đuôi đỉnh nghiêm trọng. Nó vẫn rất hiệu quả để phân tích các thành phần khí nhỏ không dễ dàng được giữ bởi các pha lỏng.
Q3: Các dụng cụ hiện đại có thể cải thiện độ chính xác trong phân tích nhiễm sắc khí rắn không?
A: Vâng. Hệ thống hiện đại, chẳng hạn như PERSEE’ s M7 GC-MS, tham gia tách sắc tố với phát hiện quang phổ khối lượng. Điều này cho phép xác định chính xác ngay cả ở nồng độ nhỏ. Kết quả là, điều này tăng cường cả độ nhạy cảm và tính đặc biệt khi so sánh với việc sử dụng máy dò truyền thống một mình.
