GÁZKROMATOGRÁFIA

1. GÁZKROMATOGRÁFIA 1952 James és Martin -gáz-folyadék kromatográfia; -Nobel díj a megoszlási kromatográfia kidolgozásáért.

2. A gázkromatográfiás készülék oszlop detektor gázpalack rekorder mintabemérő egység A gázkromatográfia bomlás nélkül gázzá alakítható, illékony vegyületek elválasztására alkalmas

3. A gázkromatográfiás készülék

4. Vívőgázrendszer • Biztosítja a minta komponenseinek áthaladását az oszlopon Részei: • Gázpalack (nyomáscsökkentő reduktor), N2, Ar (FID), H2, He • Gáztisztító (aktív szenes, molekulaszűrős) • Áramlásszabályozó - állandó áramlási sebesség kell, 10-100 cm3/perc hőmérséklet nő → gáz viszkozítása nő → nyomásprogramozás oszlop töltet „öregszik” → ellenállása nő

5. Gáztisztítók (víz, oxigén, szénhidrogének)

6. Mintaadagoló • Feladata: gázból, vagy folyadékból gyorsan és dugószerűen, kis mennyiségeket (100- 1000 μl gázoknál, 1-10 μl folyadékoknál) az oszlopra injektálni. • Folyadékminta esetén biztosítani kell a gyors és teljes elgőzölögtetést → fűthető mintakamra (30-50 0C > oszlop T, 350 0C véghőmérséklet). • Egyöntetű és bomlás nélküli elpárologtatás.

7. Gáz mintáka, gázfecskendőb, gázbemérő hurok minta be minta be minta ki minta ki oszlop vivőgáz vivőgáz

8. Tíz utas adagolószelep

9. Folyadék minták

10. Liner, insert – injektor betét

11. Injektálási technikák • 1, Direkt az oszlopra – Flash injection • Töltetes és wide bore (makrokapilláris) oszlopoknál • Teljes minta mennyisége pillanatszerűen az oszlopra kerül.

12. 2, Split injektálás – lefuvatás, megosztás • Kapilláris oszlopoknak kisebb a kapacitása. • Split: Minta elgőzölögteté-se, vivőgázba adagolása, majd elágaztatása (pl. 1/100-1/1000 arányban → 0,01 μl és 0,001 μl injektálásának felel meg. Liner

13. Split arány Septum purge

14. 3, Split-splitless (Grob) injektálás • Cél: nagyobb mintamennyiségek injektálása a kapil-láris oszlopra, a hatékonyság csökkenésének mini-malizálásával. Feltételek: • Oldószer forráspontja legyen a legkisebb az elválasztandó anyagok között. • Injektor T-je >a legnagyobb fp-ú anyag fp-jánál. • Oszlop T-je  az oldószer fp-jánál 10-20 fokkal – kondenzáció az oszlop elején, állófázis telítődése. • Ezek teljesülésével csak egy kis része az oldószernek kerül be az oszlopra és így koncentrálódik a minta!

15. Kivitelezés: Split ág 0,5 - 1 percig zárva (= splitless idő, vagy purge time),utána indul a lefuvatás, miközben az oszloptermosztát felfűtési programja is elindul és fp-juknak megfelelően eluálódnak a komponensek.

16. Problémák • Split technika diszkriminál – split arány szerint 20-200

17. Forráspont diszkriminációSplitless technika diszkriminál – splitless idő ( purge time) alapján

18. EARL • GC Sample introduction optimising splitless injection

19. 4, Programozható hőmérsékletű injektor (Programable Temperature Vaporization- PTV) • Olyan split/splitless injektor, melyben a hőmér-séklet is programozható. • Alacsony T-ről gyors felfűtés, mely hatására a komponensek fp-juknak megfelelő sorrendben párolognak el. • Nagy mennyiségű minta injektálása lassan (100-200 μl ). Oldószer lefuvatása az injektálás elején. • Hő hatására bomló anyagok elválasztására is jó.

20. Kriogén hűtés Liq. N2 -1500C Liq. CO2 – 500C Peltier hűtő hő- cserélő: etil-alkohol+víz – szoba T-200C

21. PTV injektálás folyamata

23. 13 komponens elválasztása splitless (lila) és PTV injektálással (fekete)

24. Injektálás utáni fókuszálás Kriofókuszálás – splitless idő alatti csúcskiszé-lesedés megakadályozására. 1, Az oszlop elején kondenzált oldószer telíti az állófázist és oldja a mintakomponenseket, ilyenkor elválasztás nem történik. 2, Splitless idő letelte után már nem érkezik to-vábbi oldószer az oszlopra. 3, Az oszlop felfűtés elindulásával elsőnek az oldó-szer távozik, keskeny csúcsba koncentrálva a mintát. 4, Retention gap – állófázis nélküli „előtét” oszlop

25. http://www.instrumentalchemistry.com/gasphase/pages/focusing.htmhttp://www.instrumentalchemistry.com/gasphase/pages/focusing.htm

26. Kolonna • Fajtái: • 2-6 mm belső d-s, töltetes. • 0,1-0,5 mm belső d-s kapilláris. 1, Töltetes kolonna (1-5 m) Anyaga: üvegcső, vagy saválló acél. Hordozója: diatomaföld (nagy mechanikai szilárdság, nagy fajlagos felület, kémiailag inert anyag) Megosztófolyadék + alacsony forráspontú oldószer + szilárd hordozó (0,1-0,3 mm-es átlagos szemcseméret) → oldószer elpárologtatása Kapacitásuk nagy (pár μl injektálható).

27. 2, Kapilláris kolonna • Hossza: 10-100 m, átmérője: • 1, <0,15 mm mikrokapilláris • 2, 0,15-0,50 mm standard kapilláris • 3, > 0,50 makrokapilláris (wide bore) • Hordozó nincs. Anyaga kvarc. Poliamid bevonattal. • A megosztófolyadékot közvetlenül a cső belső falára viszik fel (d = 0,1-10 μm), nyomás alatt préselik át. • Élettartama növelhető, ha a megosztófolyadékot valamilyen kémiai kötéssel (szilanizálással) rögzítik. • Kapacitásuk kicsi (μl törtrésze).

28. Megosztó (nedvesítő) folyadék = állófázis • Olyan makromolekuláris anyag, amely az elemzési T-n folyékony, de kellően hőstabil és gőztenziója is elhanyagolható. T max. 350 0C < oszlop „vérzés” (bleeding) • Hasonlóság elve: • Apoláris komponensekhez apoláris • Poláris komponensekhez poláris

29. Töltetes és kapilláris kolonna

30. PLOT WCOT

31. Előtét oszlopok (guard column, retention gap) Megosztó fázis nélküli kapilláris darab, mely adszorbeálja a minta szennyezőit. Retenciós idő függetlenítése az oszlop hosszától, szervízelés alatt. Kapilláris vágási éle

32. Gáz-szilárd kromatográfia (GSC) állófázisai • Szilikagél • Aluminium-oxid • Aktív szén • Sztirol-divinil-benzol kopolimer Gáz-folyadék kromatográfia (GLC) • Polisziloxán vázuak (szilikonok) Apoláris és poláris csoportokkal szubsztituált változatai mind apoláris, mind poláris vegyületek elválasztására alkalmasak. Szubsztituensek: alkil-, aril-, nitril-, vinil csoportok, vagy ezek keveréke.

33. Fenilezett polisziloxán 2, Polietilén-glikolok Carbowax. Poláris álló-fázis. Polaritásuk a lánchossz növekedésével csökken. 3, Poliglikol-észterek Előbbiek észterezett változatai, észterek elválasztására.

35. Termosztát • Az elválasztás hatékonyságát a megfelelő hőmérséklet program biztosítja. • Célunk a minél jobb elválasztás (Rf > 1,5), minél gyorsabban. Komponensek növekvő forráspontjuk szerint eluálódnak. • Fűtési tartomány: 0-400 0C • Fűtési sebesség: 0,5-40 0C /perc

36. Hőmérséklet programozott elúció

38. < TARGET="display">

39. Hőmérséklet programozás a, kezdeti T b, T ugrás c, végső T T nő → gázok oldhatósága csökken

40. T nő → gázok viszkozítása nő → u csökken Ennek kompenzálására nyomásprogramozást kell alkalmazni a felfűtés során. Ez növeli a vivőgáz lineáris áramlási sebességét, és gyorsabb retenciós időket eredményez.

41. T hatása az elválasztásra

44. Analízis idejének csökkentése a gyors elválasztás érdekében • Illékony minta • Vékony állófázis (minőség!) • Kis oszlop átmérő • Rövidebb oszlop • Hidrogén vívőgáz, nagy áramlási sebesség • Meredek hőmérséklet gradiens