کروماتوگرافي گازي (GC)

[mona-physic]

کروماتوگرافي گازي (GC)



چکيده مقالهكروماتوگرافي گازي يک روش فيزيکي است که براي جداسازي، شناسايي و اندازه‌گيري اجزاي فرار به کار مي‌رود. به عنوان مثال جدا کردن بنزن (نقطه جوش 1/80) از سيلکوهگزان (نقطه جوش 8/80) بوسيله تقطير جزء به جزء غير ممکن است. در صورتي که آنها را در چند دقيقه مي‌توان به کمک کروماتوگرافي گازي جدا نمود و شناسايي کرد. همچنين حدود 200 جزء مختلف نفت خام را به آساني مي‌توان تشخيص داد. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصي‌هاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم مواد ضد آفت در پوست ميوه‌جات و اندازه‌گيري گازها و آلودگي مواد به کار مي رود. متن مقالهکروماتوگرافي گازي در سال 1952 به وسيله جيمز و مارتين براي جدا کردن مقادير کم اسيدهاي چرب به کار برده شد. GC يک روش فيزيکي است که براي جداسازي، شناسايي و اندازه‌گيري اجزاي فرار به کار مي‌رود. به عنوان مثال جدا کردن بنزن (نقطه جوش °1/80) از سيلکوهگزان (نقطه جوش °8/80) بوسيله تقطير جزء به جزء غير ممکن است. در صورتي که آنها را در چند دقيقه مي‌توان به کمک کروماتوگرافي گازي جدا نمود و شناسايي کرد. همچنين حدود 200 جزء مختلف نفت خام را به آساني مي‌توان تشخيص داد. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصي‌هاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم مواد ضد آفت در پوست ميوه‌جات و اندازه‌گیري گازها و آلودگي مواد به کار می رود [1].
در کروماتوگرافي گازي، فاز متحرک يک گاز است. فاز ساکن يک مادة جاذب جامد يا مايع پوشش داده شده و يا داراي پيوند با يک جامد بر روي ديواره ستون است. اگر فاز ساکن جامد باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- جامد (GSC) و اگر فاز ساکن مايع باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- مايع (GLC) مي‌نامند. هر چند هر دو روش در تجزيه به کار مي‌روند ولي GLC بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
جدا شدن اجزاي يک نمونه فرار در GLC بر اساس تقسيم آنها بين دو فاز مايع و گاز است. نمونه در فاز متحرک حل شده و فاز ساکن يک مايع ديرجوش است که به صورت لاية نازکي بر روي ذرات يک جامد گسترده شده است. کروماتوگراف گازي از قسمت‌هاي زير تشکيل شده است [1].




شکل 1:نماي ساده يک کروماتوگراف گازي [1]
گاز حامل بايد يک گاز بي‌اثر باشد تا با فاز ساکن، حلال و يا نمونه واکنش ندهد، به همين دليل معمولاَ از نيتروژن يا هليم استفاده مي‌شود. در دماي ثابت، فشار و سرعت جريان گاز به طرف ستون را با تنظيم کنندة فشار و جريان سنج، ثابت نگه مي‌دارند. مقدار µL 1/0-5 از نمونه مايع به وسيله يک سرنگ مخصوص وارد قسمت تزريق نمونه مي‌شود. نمونه‌هاي جامد را بايد در يک حلال فرار مناسب،‌ حل و سپس تزريق نمود. براي نمونه‌هاي گازي بايد حجم‌هاي بيشتري انتخاب شود. نمونه پس از تزريق در نتيجة گرماي حاصل از سيستم الکتريکي تبديل به گاز مي‌شود و با گاز حامل مخلوط شده، به طرف ستون مي‌رود.
فاز ساکن يک مايع ديرجوش مانند روغن پارافين يا روغن سيليکون است که تا حدود 400 مقاوم است و به صورت لايه نازکي روي ذرات جامد گسترده شده است. مايع به کار رفته بايد از نظر شيميايي غير فعال بوده و براي اجزاي نمونه قابليت انحلال مختلفي داشته باشد. علاوه بر ستون‌هاي پر شده مي‌توان از ستون‌هاي مويين به طول حدود cm 10-100 و قطر داخليcm 0/25-0/32 استفاده نمود که داخل آنها از سليت پوشيده شده است و فيلم نازکي از مايع ديرجوش بر روي پوشش سيليسي قرار دارد.
جدا شدن مواد در ستون، نظير فرايند استخراج است. نمونه که در فاز گاز محلول است از بالاي ستون وارد مي‌گردد و اجزاي آن بر حسب ضريب توزيع خود بين دو فاز مايع و گاز تقسيم مي‌شوند. در نتيجه اجزاي موجود در نمونه بر حسب تمايلي که ستون براي نگهداري آنها دارد از يکديگر جدا شده و به وسيله عبور گاز حامل،‌ اجزا جدا مي‌شوند و به ترتيبي که متناسب با عکس تمايل نگهداري ستون براي آنها است، از انتهاي ستون خارج شده، وارد آشکارساز مي‌گردند. در آشکارساز اجزاء جدا شده موجود در گاز حامل مورد شناسايي و اندازه‌گيري قرار مي‌گيرند.
دماي ستون GC را مي‌توان روي دماي خاصي تنظيم کرده و به صورت همدما جداسازي را انجام داد. همچنين در برخي موارد که اجزاي نمونه در ستون به خوبي جدا نمي‌شوند، براي جداسازي بهتر از روش برنامه‌ريزي دمايي استفاده مي‌شود. در اين روش دماي ستون را طبق برنامه‌اي از پيش تعيين شده و با سرعتي مناسب افزايش مي‌دهند تا مواد به تدريج از يکديگر جدا شوند [1].
کاربردها
برخی از کاربردهای مهم کروماتوگرافی گازی(GC) در فناوری نانو عبارتست از:

1- جداسازی و شناسائی برخی از ترکیبات آلی [2]
2-تعیین ساختار ترکیبات آلی در لاستیک [2]
3-آنالیز برخی داروهای نانو ذرات [3]
مراجع:
1- D. A. Skoog, D. M. West Holt, Principle of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing, Sixth edition, 1994.
2- E. Vidal, Augusta, E-MRS Spring Meeting 2003 June 10 - 13, 2003.
3- M. Praisler, S. Gosav, J. Van Bocxlaer, A. De Leenheer, and D.L. Massart. Exploratory analysis for the identification of amphetamines using neural networks and GC-FTIR data, The Annals of the University "Dunãrea de Jos", Fascicle II, p. 83-96, ISSN 1221-4531, 2002.
ضميمه1- فهرست GC-MS هاي موجود در ايران

طيف سنجي جرمي–كروماتوگرافي گازي (Mass Spectroscopy and Gas chromatography (GC-MS
رديف دانشگاه مدل نوع عضويت
1 دانشگاه فردوسي مشهد آزمايشگاه مركزي CH7A عضو
2 پژوهشگاه صنعت نفت اسپكتروسكوپي 8430 Magnetic عضو
3 دانشگاه صنعتي شريف شناسايي و اندازه گيري تركيبات GCHP6890 MSHPSa73 MDS عضو
4 دانشگاه الزهرا تحقيقات شيمي GC6390 عضو
5 دانشگاه تربيت معلم تهران آزمايشگاه شيمي- CP3800GC عضو
6 دانشگاه شهيد بهشتي پژوهشكده گياهان و مواد اوليه داروئي Chrow – cord32 bit عضو
7 دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي آززمايشگاه نانو تكنولوژي - عضو
8 مؤسسه تحقيقاتي و آموزشي نور(توان) CP3800 رزرو
9 دانشگاه رازي كرمانشاه آزمايشگاه شيمي تجزيه - رزرو
10 دانشگاه تبريز آزمايشگاه دانشكده شيمي CP3800 رزرو
11 دانشگاه تبريز آزمايشگاه دانشكده شيمي HP5890 رزرو

ضميمه 2– فهرست مدل هاي مختلف GC
طيف سنجي جرمي–كروماتوگرافي گازي (Mass Spectroscopy and Gas chromatography (GC-MS
رديف مدل شرکت كشور
1 GC-8700 Perkin Elmer Unite State
2 GC-3400 Varian Unite State
3 8430 Magnetic Finnigan mat Unite State
4 Hp-6890-5973 Hewlett Packard -HP Unite State
5 Chrom-card 32 bit Thermo Finnigan Unite State