Chromatografia gazowa (GC) z detekcją płomieniowo-jonizacyjną

1. Inicjalizacja GC

1. Włącz hel, gaz nośny i powietrze oraz wyreguluj manometry na instrumencie.
2. Włącz piekarnik kolumnowy do wysokiej temperatury (zwykle 250 °C lub wyższej), aby piec w kolumnie. Nie przekraczaj maksymalnej temperatury kolumny. To usunie wszelkie zanieczyszczenia. Pozwól mu piec przez co najmniej 30 minut przed uruchomieniem próbki.

2. Tworzenie pliku metod

1. W oprogramowaniu sterującym instrumentem wprowadź wszystkie żądane wartości dla pliku metod. Najpierw skonfiguruj ustawienia automatycznego podajnika próbek. Ustaw liczbę płukań przed uruchomieniem, płukań po przebiegu i płukań próbką. Płukanie te czyści kolumnę między różnymi próbkami.
2. Wstrzykiwana ilość wynosi zazwyczaj 1 μl. Współczynnik podziału jest zwykle ustawiany, ponieważ wstrzyknięcie całej próbki może przeciążyć kolumnę. Jeśli współczynnik podziału wynosi 100:1, oznacza to, że na każdą 1 część, która jest wtryskiwana do urządzenia, 100 części zostaje zmarnowanych.
3. Wprowadź parametry fazy ruchomej. Natężenie przepływu jest kontrolowane przez ustawione ciśnienie. Szybsze natężenia przepływu prowadzą do szybszych separacji, ale analit ma mniej czasu na interakcję z kolumną.
4. Wprowadź programowanie temperatury. W przypadku przebiegu izotermicznego należy wprowadzić temperaturę separacji, a następnie czas separacji. W przypadku elucji gradientowej wprowadź temperaturę początkową i czas podtrzymania, temperaturę końcową i czas podtrzymania oraz prędkość narastania w °C/min. Ustawiany jest również czas równowagi, który pozwala kolumnie schłodzić się z powrotem do pierwotnej temperatury między cyklami.
5. Wprowadź parametry detektora. Zostanie wprowadzona temperatura detektora i częstotliwość próbkowania. Temperatura detektora musi być zawsze wyższa niż temperatura kolumny, aby na detektorze nie dochodziło do kondensacji analitu.
6. Zapisz plik metod. Może być również konieczne pobranie parametrów, aby zostały odczytane przez GC.

3. Gromadzenie danych GC

1. Włącz wodór gazowy i upewnij się, że manometr jest prawidłowo ustawiony. Rozpal płomień FID.
2. Na stojaku automatycznego podajnika próbek napełnij fiolkę do płukania rozpuszczalnikiem do mycia, takim jak acetonitryl lub metanol. Upewnić się, że fiolka na odpady jest pusta.
3. Przygotować próbkę. Jeżeli istnieje jakiekolwiek prawdopodobieństwo, że w próbce znajdują się cząstki stałe, należy ją przefiltrować. Ze względu na to, że w GC można czasami zaobserwować pozostałości plastiku, do przygotowania próbki należy używać wyłącznie szklanych strzykawek i szklanych fiolek.
4. Napełnić fiolkę próbką co najmniej do połowy, tak aby strzykawka z automatycznym podajnikiem próbek mogła pobrać próbkę. Fiolki z automatycznym samplerem mają zwykle pojemność 2 ml, ale jeśli objętość próbki jest ograniczona, dostępne są wkładki do fiolek, aby zmniejszyć potrzebną objętość próbki.
5. Załaduj fiolkę (fiolki) z próbką do stojaka automatycznego podajnika próbek. Śledź, w jakiej pozycji znajduje się każda próbka.
6. Przed uruchomieniem wyzeruj linię bazową rejestratora wykresów w oprogramowaniu komputerowym.
7. Pliki mogą być zbierane jako pojedynczy przebieg lub przy użyciu tabeli wsadowej dla wielu przebiegów. Upewnij się, że podano prawidłowy numer fiolki dla próbki. Naciśnij przycisk "start" i utwórz plik.
8. Dane są zwykle analizowane za pomocą oprogramowania. Parametry, które można zmierzyć, obejmują czas retencji, wysokość piku, obszar piku i liczbę teoretycznych płytek.

4. Wyniki: Analiza GC próbek kawy

1. W tym przykładzie analizę GC-FID przeprowadzono dla kofeiny i kwasu palmitynowego, dwóch związków występujących w kawie. Kofeina jest mniej polarna niż kwas palmitynowy, który ma długołańcuchowy ogon alkanowy. W ten sposób kofeina jest mniej zatrzymywana i najpierw wymywa się na niepolarnej kolumnie 95% dimetylopolisiloksanu i 5% fenylo-arylenu (Rysunek 1).
2. Na podstawie chromatogramu można obliczyć powierzchnie pików. Obszary pików są proporcjonalne do masy węgla, który przechodzi przez detektor i można je wykorzystać do wyznaczenia krzywej kalibracyjnej odpowiedzi instrumentu w funkcji stężenia. Dla Rysunek 1 obszar piku wynosi 27 315 dla kofeiny i 18 852 dla kwasu palmitynowego.
3. Miarą wydajności kolumny jest N, czyli liczba półek teoretycznych. N można obliczyć na podstawie chromatogramu dla każdego piku. Dla Rysunek 1, N wynosi 283 000 dla kofeiny i 261 000 dla kwasu palmitynowego.
4. Rysunek 2 pokazuje wpływ temperatury na separacje izotermiczne. Na tę samą próbkę kofeiny i kwasu palmitynowego nakłada się dwa rozdziały. Pierwszy ma temperaturę 180 °C, a drugi 200 °C. Czasy retencji są znacznie krótsze w przypadku pracy w wyższych temperaturach.

Rysunek 1. Analiza GC-FID próbek kofeiny i kwasu palmitynowego. Najpierw eluuje się wzorzec kofeiny o wielkości 5 mM, a następnie próbka kwasu palmitynowego o wielkości 1 mM. Wzrost temperatury wynosił 0,1 minuty przy 150 °C, a następnie wzrost od 10 °C/min do 220 °C, gdzie temperatura była utrzymywana przez 5 minut.

Rysunek 2. Analiza GC-FID przebiegów izotermicznych próbki ciemno palonej kawy. Porównanie GC-FID przebiega w temperaturze 180 °C i 200 °C dla próbki ciemno palonej kawy. Szczyty wymywają się znacznie szybciej przy temperaturze 200 °C.