Gaz Kromatografisi Ayırma Analizi Adımları

Avantajı gaz kromatografisi birden fazla bileşenin karışımlarını ayırıp analiz edebilmesidir. Bununla birlikte, kromatografik analiz için kullanılabilecek çok sayıda madde olduğundan, aynı sabit faz üzerinde farklı bileşenlerin kromatografik piklerinin görünme süreleri aynı olabilir, dolayısıyla bilinmeyen maddeleri yalnızca kromatografik piklere dayanarak karakterize etmek zordur. Bilinmeyen bir örnek için öncelikle kaynağını, doğasını ve analitik amacını anlamalıyız; buna dayanarak numuneye ilişkin bir ön tahmin yapabiliriz; ve daha sonra bilinen saf maddelere veya ilgili kromatografik niteliksel referans verilerine dayanarak niteliksel tanımlamayı gerçekleştirmek için belirli bir yöntem kullanın. Lütfen aşağıdakilere bakın:

1. Numunelerin kaynağı ve ön işleme yöntemi

GC tarafından doğrudan analiz edilebilen numuneler genellikle gazlar veya sıvılardır. Katı numuneler analizden önce uygun bir solvent içerisinde çözülmeli ve numunelerin, kromatografik kolonun bileşenlerine zarar verebilecek, GC ile analiz edilemeyen bileşenler (inorganik tuzlar gibi) içermediğinden emin olunmalıdır. Bu şekilde bilinmeyen bir numune aldığımızda, numunenin içerebileceği bileşenleri ve numunenin kaynama noktası aralığını tahmin edebilmek için kaynağı anlamamız gerekir. Numune sistemi basitse ve numune bileşenleri buharlaştırılabiliyorsa doğrudan analiz edilebilir. Numunede GC ile doğrudan analiz edilemeyen bileşenler varsa veya numune konsantrasyonu çok düşükse, adsorpsiyon, analiz, ekstraksiyon, konsantrasyon, seyreltme, saflaştırma, türevlendirme ve numuneyi işlemek için diğer yöntemler gibi gerekli ön işlemlerin yapılması gerekir.

2. Cihaz konfigürasyonunu belirleyin

Cihaz konfigürasyonu olarak adlandırılan konfigürasyon, numuneleri analiz etmek için hangi numune enjeksiyon cihazının, hangi taşıyıcı gazın, hangi kromatografik kolonun ve hangi dedektörün kullanıldığını ifade eder.

Genel olarak öncelikle dedektör tipi belirlenmelidir. FID dedektörleri genellikle hidrokarbonlar için seçilir ve ECD dedektörlerinin daha fazla elektronegatif grup (F, Cl, vb.) ve daha az hidrokarbon içeriği içeren maddeler için seçilmesi kolaydır; algılama hassasiyeti gereklilikleri yüksek olmadığında veya hidrokarbon olmayan bileşenler dahil edildiğinde TCD dedektörleri seçilebilir; kükürt ve fosfor içeren numuneler için FPD dedektörleri seçilebilir.

Sıvı numuneler için diyafram yastığı enjeksiyon yöntemini seçebilirsiniz ve gaz numuneleri altı yollu valf veya adsorpsiyon termal desorpsiyon enjeksiyon yöntemini kullanabilir. Genel kromatografi yalnızca diyafram yastığı enjeksiyon yöntemini yapılandırır, böylece gaz numuneleri adsorpsiyon-çözücü analizi-diyafram yastığı enjeksiyon yöntemi kullanılarak analiz edilebilir.

Test edilecek bileşenlerin özelliklerine göre uygun kromatografik kolonları seçin ve genel olarak benzerlik ve uyumluluk kuralına uyun. Polar olmayan maddeleri ayırırken polar olmayan bir sütun seçin ve polar maddeleri ayırırken bir polar sütun seçin. Kromatografik kolon belirlendikten sonra numunede test edilecek bileşenlerin dağılım katsayılarındaki farklılığa göre kromatografik kolonun çalışma sıcaklığı belirlenir. Basit sistemler için izotermal yöntem benimsenir ve dağıtım katsayılarında büyük farklılıklar olan karmaşık sistemlerin analizi için programlanmış sıcaklık yöntemi benimsenir.

Yaygın olarak kullanılan taşıyıcı gazlar hidrojen, nitrojen, helyum vb.'dir. Hidrojen ve helyum küçük molekül ağırlıklarına sahiptir ve sıklıkla dolgulu kolon kromatografisi için taşıyıcı gazlar olarak kullanılır; nitrojen büyük bir moleküler ağırlığa sahiptir ve genellikle kılcal gaz kromatografisi için taşıyıcı gaz olarak kullanılır; Helyum, gaz kromatografisi kütle spektrometresi için taşıyıcı gaz olarak kullanılır.

3. Başlangıç ​​çalışma koşullarını belirleyin

Numune hazır olduğunda ve cihaz konfigürasyonu belirlendiğinde deneme ayırma işlemi başlayabilir. Bu noktada, esas olarak enjeksiyon hacmini, enjeksiyon portu sıcaklığını, dedektör sıcaklığını, kolon sıcaklığını ve taşıyıcı gaz akış hızını içeren başlangıç ​​ayırma koşullarının belirlenmesi gerekir. Enjeksiyon hacmi numune konsantrasyonuna, kolon kapasitesine ve dedektör hassasiyetine göre belirlenir. Numune konsantrasyonu 10 mg/mL'yi aşmadığında, dolgulu kolonun enjeksiyon hacmi genellikle 1-5 uL'dir; oysa kılcal kolon için, bölme oranı 50:1 ise enjeksiyon hacmi genellikle 2 uL'yi aşmaz. Enjeksiyon portunun sıcaklığı esas olarak numunenin kaynama noktası aralığına göre belirlenir ve kromatografik kolonun çalışma sıcaklığı da dikkate alınmalıdır. Prensip olarak, enjeksiyon portunda, genellikle numunedeki en yüksek kaynama noktasına sahip bileşenin kaynama noktasına yakın, ancak kolaylıkla ayrışabilen sıcaklıktan daha düşük, daha yüksek bir sıcaklığa sahip olmak avantajlıdır.

4. Ayırma koşullarının optimizasyonu

Ayırma koşullarının optimizasyonunun amacı, gerekli ayırma sonuçlarına en kısa analiz süresinde ulaşmaktır. Temel ayırma amacına kolon sıcaklığı ve taşıyıcı gaz akış hızı değiştirilerek ulaşılamadığında, daha uzun bir kromatografik kolon değiştirilmeli, hatta farklı bir sabit faza sahip bir kromatografik kolon değiştirilmelidir, çünkü GC'de kromatografik kolon ayırma başarısının anahtarıdır.

5. Niteliksel tanımlama

Niteliksel tanımlama olarak adlandırılan şey, kromatografik piklerin niteliğini belirlemektir. Basit numuneler için referans malzemelerle karakterize edilebilirler. Yani, aynı kromatografik koşullar altında standart numuneyi ve gerçek numuneyi ayrı ayrı enjekte edin ve alıkonma değerine göre kromatogramdaki hangi pikin analiz edilecek bileşen olduğunu belirleyin. Farklı bileşiklerin aynı sütunda aynı tutma değerine sahip olabileceği dikkate alınmalıdır; dolayısıyla bilinmeyen numunelerin kalitatif tespiti için yalnızca bir tutma verisinin kullanılması yeterli değildir. Çift sütunlu veya çok sütunlu tutma indeksi nitel yöntemi GC'de daha güvenilirdir çünkü farklı bileşiklerin farklı sütunlarda aynı tutma değerine sahip olma olasılığı çok daha küçüktür. Koşullar izin verdiğinde gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi kullanılabilir.

6. Nicel analiz

Test edilecek bileşenin içeriğini belirlemek için hangi niceliksel yöntemin kullanılacağını belirlemek gerekir. Yaygın olarak kullanılan kromatografik kantitatif yöntemler, pik alanı (pik yüksekliği) yüzde yöntemi, normalizasyon yöntemi, dahili standart yöntemi, harici standart yöntemi ve standart ekleme yönteminden (süperpozisyon yöntemi olarak da bilinir) başka bir şey değildir. Tepe alanı (tepe yüksekliği) yüzdesi yöntemi en basit fakat en az doğru olanıdır. Yöntem yalnızca numunenin homologlardan oluşması veya yalnızca kaba miktar tayini amaçlı olması durumunda isteğe bağlıdır. Karşılaştırıldığında, dahili standart yöntemi en yüksek niceliksel doğruluğa sahiptir çünkü sırasıyla standart numuneye ve bilinmeyen numuneye eklenen standarda (dahili standart olarak adlandırılır) göre yanıt değerini kullanarak nicelik belirler, böylece çalışma koşullarındaki (enjeksiyon hacmi dahil) dalgalanmalardan kaynaklanan hatalar dengelenebilir. Standart ekleme yönteminde ise, test edilecek maddenin bir standardı bilinmeyen bir numuneye kantitatif olarak eklenir ve ardından pik alanındaki (veya pik yüksekliğindeki) artışa göre kantitatif bir hesaplama yapılır. Numune hazırlama süreci iç standart yöntemine benzer ancak hesaplama prensibi tamamen dış standart yönteminden türetilmiştir. Standart ekleme yasal miktarının doğruluğu, iç standart yöntemi ile dış standart yöntemi arasında olmalıdır.

7. Yöntem doğrulama

Yöntem doğrulama olarak adlandırılan yöntem, geliştirilen yöntemin uygulanabilirliğini ve güvenilirliğini kanıtlamak içindir. Pratiklik genellikle kullanılan tüm cihaz konfigürasyonlarının emtia olarak satın alınıp alınamayacağı, numune işleme yönteminin basit ve kullanımı kolay olup olmadığı, analiz süresinin makul olup olmadığı ve analiz maliyetinin emsaller için kabul edilebilir olup olmadığı anlamına gelir. Güvenilirlik, doğrusal nicelik aralığını, tespit limitini, yöntemin geri kazanılmasını, tekrarlanabilirliği, tekrar üretilebilirliği ve doğruluğu içerir.