What types of compounds are best analyzed using gas chromatography?

Gas chromatography is ideally suited for small volatile, nonpolar compounds less than 1,000 daltons in mass. GC requires analytes to vaporize into the gas phase, making it perfect for non-aqueous solutions. For larger, aqueous, or polar molecules that are difficult to vaporize, liquid chromatography is a more useful alternative.

How does the stationary phase in a GC column separate different compounds?

Analytes separate based on their chemical affinity with the stationary phase coating the column's inner walls. Compounds with low affinity move quickly through the column, while molecules with high affinity are slowed as they adsorb to the column walls. The time a compound spends in the column, called retention time, allows compounds to be identified and distinguished from one another.

What is flame-ionization detection and how does it quantify compounds?

Flame-ionization detection (FID) combusts analytes in a hydrogen-air flame as they exit the column, producing carbon ions that induce a current in nearby electrodes. The current is directly proportional to carbon mass, allowing compound concentration to be determined. FID is widely used because it detects virtually any organic compound and is unaffected by noncombustible gases and water.

What does a chromatogram show and what do peak shapes indicate?

A chromatogram is a plot of FID signal versus time, showing each eluted component as a peak. Ideally, each peak has a symmetrical, Gaussian shape. Asymmetrical features like peak tailing and peak fronting can indicate overloading, injection problems, or the presence of functional groups such as carboxylic acids that stick to the column.

How does temperature affect sample separation in gas chromatography?

Increasing column temperature accelerates sample movement through the column. At higher temperatures, samples move faster, reducing analysis time. However, peak heights may change while the area under the curve remains constant, preserving quantitative accuracy. Temperature can be held constant for isothermal runs or programmed as a gradient for more complex separations.

What are the key steps for preparing and running a GC sample?

Fill a vial with wash solvent like acetonitrile or methanol, then prepare your sample using glass syringes and vials to avoid plastic contamination. Add the sample to a vial with a pipette, filling at least halfway so the autosampler syringe is fully submerged. Load vials into the autosampler rack, zero the baseline on the computer, and press start to begin the analysis.

How is GC combined with other techniques for chemical identification?

GC is commonly used in tandem with mass spectrometry, called GC-MS, to unambiguously identify chemicals in samples. GC first separates complex mixtures into individual components, while mass spectrometry separates molecules based on their mass-to-charge ratio, providing precise mass information and chemical identity. This combination is a powerful tool for environmental monitoring and chemical analysis.

Chromatographie en phase gazeuse (CG) couplée à un détecteur à ionisation de flamme

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1. initialisation de la GC

Le gaz vecteur hélium et air et régler les manomètres sur l’instrument.
Allumez le four à colonne à une température élevée (typiquement 250 ° C ou plus) à cuire dans la colonne. Ne pas dépasser la température maximale de la colonne. Cela supprimera tous les contaminants. Laissez-le cuire pendant au moins 30 min avant d’exécuter un échantillon.

2. faire un fichier de méthodes

Dans le logiciel de contrôle de l’instrument, entrée toutes les valeurs souhaitées pour un fichier de méthodes. Tout d’abord, définir les paramètres de l’échantillonneur automatique. Définir le nombre de rinçages avant exécution, post-exécution rinçages et rince avec l’échantillon. Ces rinçages nettoyer la colonne entre les différents échantillons.
La quantité injectée est généralement de 1 µL. Un coefficient de fractionnement est généralement définie car injecter tout d’un échantillon peut surcharger la colonne. Si le coefficient de fractionnement est 100 : 1, cela signifie que pour chaque 1 partie qui est injecté dans l’instrument 100 parties va perdre.
Les phase mobile des paramètres d’entrée. Le débit est contrôlé par le jeu de pression. Des débits plus rapides conduisent à des séparations plus rapides, mais il y a moins de temps pour l’analyte et interagir avec la colonne.
Entrer dans la programmation de température. Pour une course isotherme, réglez la température de la séparation et puis une fois pour la séparation. Pour une gradient d’élution, entrez la température de départ et indisponibilité, la température de finale et temps et la vitesse de la rampe en ° C/min. Un temps d’équilibrage est également défini qui permet à la colonne de cool dos vers le bas la température originale entre les exécutions.
Entrez les paramètres du détecteur. Un taux d’échantillonnage et de la température détecteur sera inscrite. Le détecteur doit toujours être une température plus élevée que la température de la colonne afin qu’aucun analyte se condense sur le détecteur.
Enregistrez le fichier de méthodes. Les paramètres peuvent doivent également être téléchargé alors qu’ils sont lus par le GC.

3. collecte de données de GC

Allumez le gaz d’hydrogène et veillez à ce que le manomètre est correctement défini. Allumer la flamme de l’analyseur FID.
Sur la grille de l’échantillonneur automatique, remplir le flacon de lavage avec le solvant de lavage, comme l’acétonitrile ou méthanol. Assurez-vous que le flacon de déchets est vide.
Préparation des échantillons. Si il n’y a aucune chance de particules présentes dans l’échantillon, filtrer l’échantillon. Parce que les résidus de plastique peuvent parfois être vu avec GC, utilisation seul verre seringues et flacons pour préparer votre échantillon de verre.
Remplir le flacon au moins la moitié d’échantillon ainsi la seringue de l’échantillonneur automatique est assurée pour ramasser de l’échantillon. Flacons pour échantillonneur automatique sont généralement 2 mL, mais si le volume de l’échantillon est limité, flacon plaquettes sont disponibles pour réduire le volume de l’échantillon nécessaire.
Chargez l’exemple vial(s) dans le rack pour échantillonneur automatique. Garder une trace de quelle position chaque échantillon est dans.
Avant la course, zéro à la référence de l’enregistreur sur le logiciel de l’ordinateur.
Les fichiers peuvent être collectées comme un même essai ou utiliser une table de lots pour essais multiples. Veillez à spécifier le nombre correct de flacon pour l’échantillon. Cliquez sur le bouton « Démarrer » et en faire un fichier.
Sont généralement analysé les données avec un logiciel. Les paramètres qui peuvent être mesurées incluent temps de rétention, hauteur de pic, surface de pic et nombre de plateaux théoriques.

4. résultats : GC analyse des échantillons de café

Dans cet exemple, analyse de GC-FID a été réalisée pour la caféine et l’acide palmitique, deux composés présents dans le café. La caféine est moins polaire que l’acide palmitique, qui a une queue d’alcane à chaîne longue. Ainsi, la caféine est moins conservée et élue tout d’abord sur la colonne non polaire de 95 % diméthylpolysiloxane et 5 % phényl-ARYLÈNE (Figure 1).
Partir du chromatogramme, on peuvent calculer la surface des pics. La surface des pics sont proportionnelles à la masse de carbone qui passe par le détecteur et ils peuvent être utilisés pour faire une courbe d’étalonnage de concentration de vs réponse instrument. Pour la Figure 1, la surface du pic est 27 315 pour la caféine et 18 852 pour l’acide palmitique.
Une mesure de l’efficacité de la colonne est N, le nombre de plateaux théoriques. N peut être calculé à partir du chromatogramme pour chaque pic. Pour la Figure 1, N est de 283 000 pour la caféine et 261 000 pour l’acide palmitique.
Figure 2 illustre l’effet de la température sur les séparations isothermes. Deux séparations sont recouvertes du même échantillon caféine et l’acide palmitique. Le premier est à 180 ° C et le second à 200 ° C. Les temps de rétention sont beaucoup plus petites pour l’exécuter une température plus élevée.

Figure 1. L’analyse des échantillons de la caféine et l’acide palmitique GC-FID. La caféine 5 mM standard élue tout d’abord, suivie de l’échantillon de l’acide palmitique 1 mM. La rampe de température était de 0,1 min à 150 ° C, suivie d’une rampe à 10 ° C/min à 220 ° C où la température est gardée pendant 5 min.

Figure 2. Analyse de GC-FID de courses isothermes d’un échantillon de café de torréfaction foncée. Une comparaison des GC-FID tourne à 180 ° C et 200 ° C pour un échantillon de café de torréfaction foncée. Les pics éluer beaucoup plus rapidement à une température de 200 ° C.