แก๊สโครมาโทกราฟี

แก๊สโครมาโทกราฟีจะแยกสารประกอบระเหยง่ายโดยการนำสารเหล่านั้นผ่านคอลัมน์ในกระแสแก๊สเฉื่อย ในขณะที่สารเหล่านั้นมีการแบ่งส่วนกับเฟสคงที่

Definition

แก๊สโครมาโทกราฟีเป็นเทคนิคการแยกสารที่ตัวอย่างที่ระเหยกลายเป็นไอจะถูกขนส่งโดยแก๊สพาหะเฉื่อยผ่านคอลัมน์ ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ จะแยกออกจากกันโดยการแบ่งส่วนที่แตกต่างกันระหว่างแก๊สและเฟสคงที่

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการปฏิบัติของแก๊สโครมาโทกราฟี: แก๊สพาหะ, เทคนิคการฉีดสาร, คอลัมน์แบบบรรจุและคอลัมน์เส้นเลือดฝอยแบบเปิด, การตั้งโปรแกรมอุณหภูมิ, และเครื่องตรวจจับ เช่น เฟลมไอออไนเซชัน, การนำความร้อน, และการจับอิเล็กตรอน นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการระบุเชิงคุณภาพโดยการรีเทนชันและการใช้พื้นที่พีคเชิงปริมาณ และการเชื่อมโยงแก๊สโครมาโทกราฟีกับแมสสเปกโทรเมตรีที่พบบ่อย

Core questions

• สารวิเคราะห์ชนิดใดที่เหมาะสมสำหรับแก๊สโครมาโทกราฟี และสารที่ไม่ระเหยง่ายจะถูกดัดแปลงอย่างไร?
• ขนาดของคอลัมน์เส้นเลือดฝอยและการตั้งโปรแกรมอุณหภูมิควบคุมการแยกสารได้อย่างไร?
• เครื่องตรวจจับที่แตกต่างกันแลกเปลี่ยนความจำเพาะกับความเป็นสากลได้อย่างไร?
• เวลาการรีเทนชันและพื้นที่พีคถูกนำมาใช้ในการระบุและหาปริมาณได้อย่างไร?

Key theories

แก๊ส-ของเหลวพาร์ทิชันโครมาโทกราฟี

สารวิเคราะห์ที่ระเหยกลายเป็นไอในแก๊สพาหะจะกระจายตัวระหว่างแก๊สและเฟสคงที่ที่เป็นของเหลวที่เคลือบอยู่บนหรือในคอลัมน์ ความแตกต่างในการแบ่งส่วนของสารเหล่านั้นทำให้เกิดเวลาการรีเทนชันที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นหลักการที่ James และ Martin แสดงให้เห็นสำหรับกรดไขมันระเหยง่าย

Mechanisms

ตัวอย่างปริมาตรเล็กน้อยจะถูกทำให้ระเหยในช่องทางเข้าที่ให้ความร้อน และถูกพัดพาเข้าสู่คอลัมน์โดยแก๊สพาหะเฉื่อย เช่น ฮีเลียมหรือไฮโดรเจน เมื่อไอเคลื่อนที่ผ่านคอลัมน์ สารวิเคราะห์แต่ละชนิดจะมีการแบ่งส่วนเข้าและออกจากเฟสคงที่ซ้ำๆ สารวิเคราะห์ที่ถูกกักเก็บไว้แน่นกว่าจะเคลื่อนที่ช้ากว่า ดังนั้นส่วนประกอบต่างๆ จะถูกชะออกมาในเวลาที่แตกต่างกัน การให้ความร้อนแบบตั้งโปรแกรมจะทำให้พีคที่ออกมาภายหลังมีความคมชัดขึ้น เครื่องตรวจจับที่ทางออกของคอลัมน์จะสร้างสัญญาณซึ่งพื้นที่พีคเป็นสัดส่วนกับปริมาณของสารวิเคราะห์แต่ละชนิด

Clinical relevance

แก๊สโครมาโทกราฟีเป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมของสารมลพิษอินทรีย์ระเหยง่ายและยาฆ่าแมลง การจำแนกปิโตรเลียมและรสชาติ พิษวิทยาทางนิติวิทยาและทางคลินิก และการควบคุมการใช้สารกระตุ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื่อมโยงกับแมสสเปกโทรเมตรีเพื่อยืนยันผล

History

แก๊ส-ของเหลวโครมาโทกราฟีถูกนำเสนอโดย James และ Martin ในปี 1952 โดยขยายหลักการแบ่งส่วนไปยังสารประกอบระเหยง่าย คอลัมน์เส้นเลือดฝอยแบบเปิดของ Marcel Golay ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ได้เพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก และการพัฒนาคอลัมน์เส้นเลือดฝอยซิลิกาหลอมรวมและเครื่องตรวจจับแบบเลือกได้ในภายหลัง ทำให้แก๊สโครมาโทกราฟีกลายเป็นเครื่องมือหลักในการวิเคราะห์สารอินทรีย์ปริมาณน้อย

Key figures

• Archer Martin
• Anthony T. James
• Marcel Golay

Seminal works

• james1952
• skoog2017

Frequently asked questions

ทำไมสารวิเคราะห์ต้องระเหยง่ายสำหรับแก๊สโครมาโทกราฟี?

เฟสเคลื่อนที่คือแก๊ส ดังนั้นสารวิเคราะห์จะต้องเข้าสู่และคงอยู่ในสถานะไอที่อุณหภูมิของคอลัมน์ สารประกอบที่ไม่ระเหยง่ายหรือไม่เสถียรต่อความร้อนจะถูกดัดแปลงให้ระเหยง่าย หรือวิเคราะห์ด้วยของเหลวโครมาโทกราฟีแทน

ทำไมแก๊สโครมาโทกราฟีจึงมักเชื่อมโยงกับแมสสเปกโทรเมตรี?

แก๊สโครมาโทกราฟีมีความโดดเด่นในการแยกสารผสมระเหยง่ายที่ซับซ้อน ในขณะที่แมสสเปกโทรเมตรีระบุส่วนประกอบที่แยกออกมาแต่ละชนิดจากสเปกตรัมมวลของมัน ดังนั้นการรวมกันจึงให้ทั้งการแยกและการระบุที่น่าเชื่อถือ