ΚΕΦ. 19 ΑΕΡΙΟΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ

Transcript

1 ΚΕΦ. 19 ΑΕΡΙΟΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ

2 ΑΕΡΙΟΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ GAS CHROMATOGRAPHY (GC) ΕΙΣΑΓΩΓΗ (1) Χρησιμοποιείται αέρια κινητή φάση με στατική φάση: Στερεή: αεριο-στερεο-χρωματογραία (GSC) Υγρή: αεριο-υγρο-χρωματογραφία (GLC) Στη GSC: Μηχανισμός διαχωρισμού: Προσρόφηση ήμοριακός αποκλεισμός Χρησιμοποιείται για διαχωρισμό αερίων μικρού μοριακού βάρους Περιορισμένες εφαρμογές στην ανάλυση

3 ΑΕΡΙΟΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ GAS CHROMATOGRAPHY (GC) ΕΙΣΑΓΩΓΗ (2) Στην GLC ή απλώς αεριοχρωματογραφία (GC): Διαχωρισμός αερίων ή πτητικών συστατικών Μηχανισμός: κατανομή Στατική φάση: μη πτητικό υγρό καθηλωμένο σε στερεό φορέα ήστα τοιχώματα ανοικτών τριχοειδών στηλών Κινητή φάση: αέριο (φέρον αέριο)

4 Βάση διαχωρισμού Κίνηση συστατικών μείγματος μέσα από τη στήλη με διαφορετικές ταχύτητες λόγω διαφορών στην: Τάση ατμών (πτητικότητα) Αλληλεπίδραση με τη στατική φάση

5 Η ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ - ΚΑΤΑΝΟΜΗ (αέριοηυγρό) ΚΙΝΗΤΗ ΦΑΣΗ Εισαγωγή Δείγματος Έξοδος Δείγματος ΣΤΑΤΙΚΗ ΦΑΣΗ (στερεόήβαρύυγρόεπικαλυμμένοσεστερεόή σύστημαστήριξης)

6 Θεωρία πλακών στην αεριοχρωματογραφία Διάταξη θαλάμων εξισορρόπησης σε σειρά στη στήλη

7 Πορεία αεριοχρωματογραφίας (1) Μια ουσία Αεισάγεται, εάν είναι δυνατόν ακαριαία Η ουσία εξαερώνεται (εάν δεν είναι ήδη αέρια) Παρασυρόμενη από την κινητή φάση (φέρον αέριο) εισέρχεται στη στήλη Στο «θάλαμο» 1 μέρος της ουσίας διαλύεται στην υγρή φάση με ταχύτατη αποκατάσταση ισορροπίας μεταξύ των δύο φάσεων

8 Πορεία αεριοχρωματογραφίας (2) Το μέρος της ουσίας Απου βρίσκεται στην αέρια φάση, παρασυρόμενο από το φέρον αέριο εισέρχεται στο «θάλαμο» 2 Μέρος του διαλύεται στην υγρή φάση με ταχύτατη αποκατάσταση ισορροπίας στο θάλαμο 2 Συγχρόνως νέα αέρια φάση εισέρχεται στο θάλαμο 1 Νέα αποκατάσταση ισορροπίας

9 Πορεία αεριοχρωματογραφίας (3) Μέρος ουσίας Απου βρίσκεται στην αέρια φάση του θαλάμου 2, παρασυρόμενο εισέρχεται στο θάλαμο 3, με αποκατάσταση ισορροπίας Ηδιαδικασία συνεχίζεται μέχρι να χρησιμοποιηθούν όλοι οι θάλαμοι Τέλος ηουσία Αεξέρχεται (εκλούεται) από τη στήλη

10 Πορεία αεριοχρωματογραφίας (4) Σε περίπτωση μείγματος: Όσο μεγαλύτερος οσυντελεστής κατανομής Κ μιας ουσίας, τόσο βραδύτερα μετακινείται στη στήλη και βραδύτερα εξέρχεται Αύξηση t R Έτσι πετυχαίνεται διαχωρισμός των συστατικών μείγματος λόγω διαφορετικών συντελεστών κατανομής

11 Πορεία διαχωρισμού στην αεριοχρωματογραφία

12 Πλεονεκτήματα Αερίων Κινητών Φάσεων (1) 1. Χαμηλό ιξώδες (πυκνότητα) Επιτρέπει χρήση στηλών μεγάλου μήκους Αύξηση αποτελεσματικότητας (αύξηση αριθμού θεωρητικών πλακών) Χρησιμοποίηση μεγάλων ταχυτήτων ροής (επίτευξη ταχέων διαχωρισμών)

13 Πλεονεκτήματα Αερίων Κινητών Φάσεων (2) 2. Αδράνεια, ως προς αλληλεπίδραση με διαχωριζόμενα συστατικά - Ισορροπία κατανομής πρακτικά ανεξάρτητη από το αέριο - Λόγω αδράνειας ηglc περιορίζεται μόνο σε διαχωρισμούς σχετικά πτητικών ουσιών (στη θερμοκρασία λειτουργίας στήλης)

14 Πλεονεκτήματα Αερίων Κινητών Φάσεων (3) 3. Υπάρχουν πολλοί, απλοί, ευαίσθητοι και ταχείας απόκρισης ανιχνευτές Ικανοί να παρακολουθούν συγκεντρώσεις ουσιών στην αέρια φάση

15 Πλεονεκτήματα GLC Μεγάλη ευαισθησία Ταχύτητα Απλότητα Επίτευξη δύσκολων διαχωρισμών Δυνατότητα παραλαβής αναλλοίωτων διαχωριζόμενων ουσιών Επιτυχής εφαρμογή στην ποιοτική και ποσοτική ανάλυση

16 Εξέλιξη GLC (1) Ανακάλυψη από Martin και James (1952) Ραγδαία εξέλιξη Έγινε μια από τις αποτελεσματικότερες και συχνότερα χρησιμοποιούμενες τεχνικές διαχωρισμού και ανάλυσης Μπορεί να εφαρμοσθεί στην ανάλυση του 85% των οργανικών ενώσεων

17 Εξέλιξη GLC (2) Τελευταία χρόνια υπερκεράσθηκε από την HPLC που κατέλαβε την πρώτη θέση στους αναλυτικούς διαχωρισμούς Η GLC μελετήθηκε διεξοδικά και με βάση αυτή αναπτύχθηκε ηθεωρία ταχύτητας και ειδικότερα η εξίσωση van Deemter

18 Οργανολογία Αεριοχρωματογραφίας

21 Φέρον Αέριο Αποτελεί την κινητή φάση Πρέπει να είναι χημικώς αδρανές έναντι Υλικού κατασκευής αεριοχρωματογράφου Πληρωτικού υλικού στήλης Διαχωριζόμενων ουσιών Χρησιμοποιούνται κυρίως: He, N 2, Ar (Σπανιότερα) H 2 και CO 2

22 Επιλογή Φέροντος Αερίου (1) Κυρίως με βάση τον τύπο χρησιμοποιούμενου ανιχνευτή Το φέρον αέριο πρέπει να διαφέρει σημαντικά από τις διαχωριζόμενες ουσίες, ως προς μια ιδιότητα (θερμική αγωγιμότητα, πυκνότητα, κλπ) στην οποία βασίζεται ηλειτουργία του ανιχνευτή

23 Επιλογή Φέροντος Αερίου (2) Με ανιχνευτή θερμικής αγωγιμότητας χρησιμοποιείται ήλιο (παρά υψηλό κόστος) Έχει μεγάλη θερμική αγωγιμότητα και μικρή πυκνότητα Επιτρέπει μεγάλες ταχύτητες ροής και μείωση χρόνου ανάλυσης Το υδρογόνο έχει επίσης μικρή πυκνότητα Μειονεκτεί έναντι ηλίου γιατί είναι εύφλεκτο και δραστικό έναντι οξειδωτικών και ακόρεστων ενώσεων

24 Επιλογή Φέροντος Αερίου (3) Με ανιχνευτή ιονισμού φλόγας προτιμάται N 2 Με ανιχνευτή σύλληψης ηλεκτρονίων απαιτείται N 2 ή Ar

25 Ρυθμιστής Πιέσεως - Ροόμετρο Το φέρον αέριο βρίσκεται σε οβίδες από ανοξείδωτο υλικό σε υψηλή πίεση atm Οι οβίδες είναι στερεωμένες σταθερά Το αέριο διαβιβάζεται μέσα από ρυθμιστή (μειωτήρα) πιέσεως σε πίεση 1-2 atm Χρησιμοποιείται ροόμετρο για ακριβή μέτρηση ροής (απαραίτητη για ταυτοποίηση ουσιών), επηρεάζει τους χρόνους συγκράτησης

26 Οβίδες Αερίων για GC

27 Χρήση ταινίας Teflon κατά τη σύνδεση μειωτήρα σε οβίδα αερίου

28 Παροχή φέροντος αερίου στη GC

29 Σύστημα Εισαγωγής Δείγματος Δείγμα εισάγεται με μικροσύριγγα στην αρχή της στήλης Μέσα σε κατάλληλο στόμιο εισαγωγής, που φράσσεται με παχύ διάφραγμα από θερμοανθεκτικό ελαστικό (septum) Δρα ως βαλβίδα, επιτρέπει την είσοδο δείγματος, όχι την έξοδό του και του φέροντος αερίου

30 Διάφραγμα από θερμοανθεκτικό ελαστικό (septum) για σύστημα εισαγωγής δείγματος στην GC

31 Σύστημα Εισαγωγής Δείγματος σε GC

32 Επίτευξη Καλών Διαχωρισμών (1) 1. Ακαριαία εισαγωγή δείγματος Αποφυγή διασποράς ζώνης δείγματος 2. Όσο το δυνατόν μικρότερος όγκος δείγματος Ελάττωση διαχωριστικότητας όταν αυξάνεται ηποσότητα δείγματος

33 Επίτευξη Καλών Διαχωρισμών (2) 3. Θερμοκρασία χώρου εισαγωγής δείγματος υψηλότερη από θερμοκρασία στήλης Σε θερμοκρασία υψηλότερη από σημεία ζέσεως συστατικών δείγματος Για άμεση εξαέρωση δείγματος και παραλαβή ατμών από φέρον αέριο

34 Διασπορά ζώνης δείγματος Δεκαπλασιάζεται στο τέλος

35 Τρόποι εισαγωγής δείγματος Αέρια δείγματα με αεροστεγή σύριγγα Υγρά δείγματα με σύριγγα ήειδικό σύστημα περιστρεφόμενης βαλβίδας με βρόχο Στερεά ήπολύ ευαποσύνθετα υγρά δείγματα σε υάλινες μικροφύσιγγες, θραύονται ακριβώς πριν από στήλη Για τριχοειδείς στήλες, χρησιμοποιείται ειδική παρακαμπτήρια διάταξη (split) που επιτρέπει την εισαγωγή μικρού ποσοστού (1 ) δείγματος

36 Περιστρεφόμενη βαλβίδα εισαγωγής βρόχου για GC

37 Αυτόματοι δειγματολήπτες GC

38 Παρακαμπτήρια διάταξη (Split) για εισαγωγή πολύ μικρών όγκων σε τριχοειδή στήλη

39 Σύστημα split για εισαγωγή μικρών όγκων δείγματος σε τριχοειδή στήλη (1:49)

40 Καθορισμός μεγέθους δείγματος (1) Διαθέσιμη ποσότητα Χωρητικότητα στήλης Ευαισθησία ανιχνευτή Ιδανικά το εισαγόμενο δείγμα πρέπει να καταλαμβάνει μία θεωρητική πλάκα

41 Καθορισμός μεγέθους δείγματος (2) Συνήθως χρησιμοποιούνται: 0,1 10 μl για υγρά 1-10 ml για αέρια 1-10 nl για τριχοειδείς στήλες (με ειδικές διαιρετικές διατάξεις (split) Ακρίβεια χρωματογραφικών αναλύσεων εξαρτάται από ακρίβεια και επαναληψιμότητα διαδικασίας εισαγωγής δείγματος Επιβάλλεται εξοικίωση ενέσεως με μικροσύριγγα ήχρήση αυτόματου δειγματολήπτη

42 Υπερφόρτωση στήλης με εισαγωγή μεγάλου όγκου δείγματος

43 Θερμοστατούμενος κλίβανος Θερμοστατούνται: Χώρος εισαγωγής δείγματος (θερμοκρασία υψηλότερη Σ.Ζ. συστατικών μείγματος) Στήλη Ανιχνευτής (σε πολλούς αεριοχρωμ.) Περιοχή θερμοστάτησης o C Διατήρηση με ακρίβεια ±0,1 ή ±0,01 o C Για ακριβή μέτρηση t R Αύξηση διαχωριστικότητας με ελάττωση θερμοκρασίας Μείωση θερμοκρασίας αυξάνει πολύ το χρόνο ανάλυσης

44 Αεριοχρωματογράφος Varian Διακρίνεται οθερμοστατούμενος κλίβανος

45 Θερμοστατούμενος κλίβανος GC Διακρίνεται ηστήλη

46 Ρύθμιση θερμοκρασίας στήλης Εάν θερμοκρασία σταθερή Ισόθερμη αεριοχρωματογραφία Θερμοκρασία περίπου στο μέσο των ΣΖ των συστατικών για να επιτευχθεί διαχωρισμός Συχνά δύσκολος και μερικές φορές αδύνατος οπλήρης διαχωρισμός Πολυάριθμα συστατικά Σημεία ζέσεως ευρείας περιοχής Πολικότητες ευρείας περιοχής

47 Μειονεκτήματα ισόθερμης GC Κορυφές πτητικότερων συστατικών (χαμηλών ΣΖ) εμφανίζονται ημια κοντά στην άλλη ήαλληλοεπικαλύπτονται σε μεγάλο βαθμό (μικρή διαχωριστικότητα) Κορυφές λιγότερο πτητικών ουσιών (υψηλών ΣΖ) είναι μικρού ύψους, πλατιές, απέχουν πολύ μεταξύ τους (υπέρμετρη διαχωριστικότητα) Ενώσεις υψηλού ΣΖ δεν ανιχνεύονται

48 Θερμοπρογραμματιζόμενη GC (1) Για την άρση μειονεκτημάτων ισόθερμης GC Θερμοκρασία στήλης μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της χρωματογράφησης με βάση προκαθορισμένο πρόγραμμα Γραμμική ανύψωση θερμοκρασίας με σταθερή ταχύτητα Με διαφορετική ταχύτητα ανυψώσεως σε διάφορα τμήματα περιοχής θερμοκρασίας Σταδιακή ανύψωση θερμοκρασίας Εναλλαγή ισόθερμης και γραμμικής ανύψωσης

49 Οργανολογία - Θάλαμος Ρύθμιση Θερμοκρασίας Ισόθερμη Θερμοπρογραμματιζόμενη Temp (deg C) Time (min)

50 Θερμοπρογραμματιζόμενη GC (2) Πλεονεκτήματα Εμφανίζονται διάκριτες κορυφές για ενώσεις με ΣΖ σε ευρεία περιοχή θερμοκρασιών Έκλουση σε πολύ μικρότερο χρόνο απ ό,τι με την ισόθερμη λειτουργία Κορυφές οξύτερες Κορυφές περισσότερο ομοιόμορφες Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα ύψη αντί των εμβαδών για ποσοτικοποίηση

51 Χρωματογραφήματα με: (α) Χαμηλή ισόθερμη θερμοκρασία (β) Υψηλή ισόθερμη θερμοκρασία (γ) Προγραμματιζόμενη θερμοκρασία

52 Σύγκριση (α) ισόθερμης και (β) θερμοπρογραμματιζόμενης GC για διαχωρισμό μείγματος αλκανίων

53 Επίδραση ταχύτητας ανύψωσης θερμοκρασίας στη διαχωριστικότητα και στο χρόνο ανάλυσης

54 Διάγραμμα ανύψωσης θερμοκρασίας θαλάμου

55 Εξάρτηση χρόνου συγκράτησης από θερμοκρασία στήλης logt R ' = T a + β Τ: απόλυτη θερμοκρασία ακαι β: σταθερές του συστήματος

56 Στήλες GC (1) Σπουδαιότερο τμήμα αεριοχρωματογράφου Σ αυτό γίνεται οδιαχωρισμός συστατικών δείγματος Χαρακτηριστικά ποιότητας στήλης: 1. Αριθμός θεωρητικών πλακών (n) 2. Ύψος Ισοδύναμο με Θεωρητική Πλάκα (ΥΙΘΠ) (h) 3. Διαχωριστικότητα (R, R s ) 4. Απαιτούμενος χρόνος για ανάλυση

57 Στήλες GC (2) Είδη στηλών: Πληρωμένες στήλες (πακεταρισμένες, packed columns) Τριχοειδείς στήλες (capillary columns) Μορφή στηλών Επιμήκης σωλήνας, συνήθως υπό μορφή σπειράματος ή σχήματος U Για να καταλαμβάνει μικρό χώρο στο θερμοστατούμενο θάλαμο

58 Στήλες GC (3) Υλικό σωλήνα: Χάλυβας Χαλκός Αργίλιο Ύαλος Πλαστικό Μήκος στηλών: 1-2 m για τις πληρωμένες στήλες Μέχρι εκατοντάδες m για τις τριχοειδείς στήλες Διάμετρος στηλών: Μερικά mm οι αναλυτικές (χρωματογραφικές) Δεκάδες cm οι παρασκευαστικές

59 Πληρωμένη (αριστερά) και Τριχοειδής (δεξιά) Στήλη GC

60 Παρασκευαστική Στήλη GC

61 Πληρωμένες Στήλες GC Περιέχουν στερεό υπόστρωμα (Συνήθως) γη διατόμων (πυριτικός σκελετών αλγών) Κονιοποιημένο πυρίμαχο υλικό Πορώδη οργανικά πολυμερή Διαποτισμένο με κατάλληλο υγρό (υγρή στατική φάση)

62 Γη διατόμων (αριστερά) και σκόνη (δεξιά)

63 Ιδιότητες Πληρωτικού Υλικού Στηλών Να είναι χημικώς αδρανές Αδρανοποιείται με σιλανοποίηση (silylation), δηλ. εισαγωγή αδρανούς ομάδας (CH 3 ) 3 Siστη θέση ενεργού Ητης πολικής ομάδας ΟΗ του πυριτικού σκελετού Μεγάλη επιφάνεια (για ταχεία αποκατάσταση ισορροπίας) Κοκκομετρική σύσταση που να καλύπτει στενή περιοχή (ομοιομορφία)

64 Επιλογή Μεγέθους Σωματιδίων Στερεού Υποστρώματος Συμβιβασμός μεταξύ: Αποτελεσματικότητας της στήλης (μικρότερη διάμετρος για να μειωθεί ηστροβιλώδης διάχυση (όρος Α εξισώσεως van Deemter) Χρόνου ανάλυσης (μεγαλύτερη διάμετρος για να μειωθεί ηαντίσταση και να αυξηθεί η ταχύτητα ροής κινητής φάσης)

65 Πληρωμένη στήλη (αριστερά) και υλικό πλήρωσής της (δεξιά)

66 Τριχοειδείς Στήλες GC (1) Capillary Columns Γνωστές και ως στήλες «ανοικτού σωλήνα» Χρήση για ειδικές αναλύσεις Από ύαλο ήμέταλλο ήοργανικά πολυμερή (νάυλον) Δεν έχουν στερεό υπόστρωμα Ηυγρή στατική φάση συγκρατείται απ ευθείας στα τοιχώματα του σωλήνα, με μορφή λεπτότατου υμενίου Έχουν πολύ μικρή χωρητικότητα (μειονέκτημα)

67 Τριχοειδείς Στήλες GC (2) Capillary Columns Μικρή αντιστάσεως στη ροή φέροντος αερίου Μικρή πτώση πιέσεως κατά μήκος στήλης Δυνατή λειτουργία τριχοειδούς στήλης με μήκος μεγαλύτερο από 1000 m

68 Τριχοειδής στήλη (αριστερά) και το εσωτερικό της (δεξιά)

69 Εσωτερική δομή τριχοειδούς στήλης GC

70 Πλεονεκτήματα Τριχοειδών Στηλών GC Δυνατότητα χρησιμοποίησης εξαιρετικά μικρού δείγματος (1 μg) Υψηλή διαχωριστικότητα Λόγω μεγάλου αριθμού θεωρητικών πλακών, μέχρι και 10 6 Με τριχοειδείς στήλες έγινε δυνατός ο διαχωρισμός περίπου 250 συστατικών σε δείγμα εκπνοής και 280 συστατικών σε ούρα ανθρώπου Ανέφικτη ανάλυση με άλλη τεχνική

71 Διαχωρισμός εναντιομερών αμινοξέων στους 110 ο C με τριχοειδή υάλινη στήλη 0,30 mm x 39 m (N = )

72 Υγρές Στατικές Φάσεις GC (1) Διαφέρουν στο βαθμό πολικότητας και στην περιοχή θερμοκρασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν Απαραίτητες ιδιότητες Σταθερή με αμελητέα τάση ατμών (<0,1 Torr) στη θερμοκρασία χρήσεως, διαφορετικά εκχέεται βραδέως από το υπόστρωμα και μολύνει τη στήλη

73 Υγρές Στατικές Φάσεις GC (2) Αδρανής έναντι διαχωριζόμενων ενώσεων και φέροντος αερίου, που πρέπει να είναι αδιάλυτο στην υγρή φάση Καλός διαλύτης για τα συστατικά του δείγματος, με σημαντικά διαφορετικούς συντελεστές κατανομής (όχι πολύ μικρούς ή πολύ μεγάλους) Αρκετά ρευστή στην περιοχή θερμοκρασιών που χρησιμοποιείται Εμπορικά διαθέσιμη, κατά προτίμηση καθαρή ένωση γνωστού ΜΒ

74 Επιλογή Υγρής Στατικής Φάσης Ορισμένες χρησιμοποιούνται σε χαμηλές θερμοκρασίες και άλλες σε υψηλές θερμοκρασίες Σε ορισμένες περιπτώσεις προτιμάται μη εκλεκτική υγρή φάση Σε άλλες περιπτώσεις απαιτείται εκλεκτική υγρή φάση

75 Ταξινόμηση υγρών στατικών φάσεων βάσει πολικότητας Διαχωρίζονται ανάλογα με δομή και διαχωριστική ικανότητα Ομάδα Ι: Μη πολικές Ομάδα ΙΙ: Μέσης πολικότητας Ομάδα ΙΙΙ: Πολικές Ομάδα IV: Υψηλής πολικότητας

76 Έννοια πολικότητας Μη πολική - + πολική

77 Ομάδες πολικότητας υγρών στατικών φάσεων (1) Ομάδα Ι(Μη πολικές) Υδρογονάθρακες και φθοριοπαράγωγά τους Σκουαλένιο SE-30 (Μεθυλιωμένο διοξείδιο πυριτίου) Apiezon Ομάδα ΙΙ (Μέσης πολικότητας) Σιλικόνες και ορισμένους εστέρες Τετραχλωροφθαλικό διβουτύλιο Φθαλικό διεννιύλιο QF-1 OV-17 Μεθυλοφαινυλοσιλικόνη DEGS

78 Ομάδες πολικότητας υγρών στατικών φάσεων (2) Ομάδα ΙΙΙ (Πολικές) Πολυεστέρες και αιθέρες μεγάλου μοριακού βάρους Τετρακυανοαιθυλοπενταερυθριτόλη Zonyl E-7 XE-60 Ομάδα IV (Υψηλής πολικότητας) Αιθέρες και αμίνες Carbowax 20M Versamid 900 Τετραϋδροαιθυλενοδιαμίνη

79 Επιλογή κατάλληλης υγρής στατικής φάσης για δεδομένο δείγμα Στη βιβλιογραφία παρέχονται πίνακες κατάλληλων υγρών στατικών φάσεων για διάφορες περιπτώσεις Κατά κανόνα: η καταλληλότερη στατική φάση για δεδομένο δείγμα είναι εκείνη που είναι χημικά παρόμοια με αυτό (ίδιας πολικότητας) Μείγμα κορεσμένων υδρογονθράκων διαχωρίζεται σε μη πολική στήλη σκουαλενίου (C 30 H 62 ) Για μείγμα με συστατικά διαφορετικής πολικότητας επιλέγεται συμβιβαστική λύση και η κατάλληλη στατική φάση βρίσκεται με δοκιμές

80 Ταξινόμηση Ενώσεων με Βάση την Πολικότητα σε Αντιστοιχία με Πολικότητα Υγρών Στατικών Φάσεων

81 Υγρές Στατικές Φάσεις

82 Σειρά εκλούσεως συστατικών από στήλη (1) Ησειρά εκλούσεως μπορεί να μεταβληθεί με αλλαγή της στατικής φάσης Ητριτοταγής βουτυλική αλκοόλη (σ.ζ. 82,6 o C) εκλούεται πριν ήμετά το κυκλοεξάνιο (σ.ζ. 80,8 o C), ανάλογα εάν χρησιμοποιηθεί μη πολική ήπολική στατική φάση. Η καθυστέρηση όταν χρησιμοποιείται πολική φάση οφείλεται στη δημιουργία δεσμού υδρογόνου μεταξύ αλκοόλης και στατικής φάσης

83 Σειρά εκλούσεως συστατικών από στήλη (2) Γενικά οι μη πολικές υγρές στατικές φάσεις μη εκλεκτικές Απουσιάζουν ειδικές δυνάμεις αλληλεπίδρασης ουσιών με στατική φάση Ησειρά εκλούσεως βασίζεται στην πτητικότητα (σημεία ζέσεως) και εκλούονται κατά σειρά αυξανόμενων σ.ζ

84 Σειρά εκλούσεως συστατικών από στήλη (3) Στις πολικές στήλες ηπτητικότητα και η σειρά εκλούσεως καθορίζονται όχι μόνο από σ.ζ, αλλά και άλλους παράγοντες Αλληλεπίδραση διπόλων Δεσμοί υδρογόνου Σχηματισμός συμπλόκων

85 Ποσότητα υγρής στατικής φάσης Κυμαίνεται από 1 10% κατά βάρος στερεού υποστρώματος Επηρεάζει την αποτελεσματικότητα στήλης Επηρεάζει τη χωρητικότητα (ποσότητα δείγματος που μπορεί να εισαχθεί) Αύξηση περιεκτικότητας αυξάνει χωρητικότητα και t R και ΥΙΘΠ

86 Ανιχνευτές (1) Με την ανίχνευση: Γίνεται φανερή ηπαρουσία καθενός από τα συστατικά το μείγματος που εξέρχονται από τη στήλη Προσδιορίζεται ηποσότητα ήσυγκέντρωση κάθε συστατικού στο φέρον αέριο Δύο κατηγορίες ανιχνευτών. Αποκρίνονται στη: Συγκέντρωση (μοριακό κλάσμα) Ταχύτητα ροής μάζας (mol/s

87 Ανιχνευτές (2) Άλλη ταξινόμηση Ανιχνευτές ολοκληρώσεως (στο χρωματογράφημα παρουσιάζεται αθροιστικά σε κάθε στιγμή ηποσότητα της ουσίας υπό μορφή βαθμίδων) Διαφορικοί ανιχνευτές (στο χρωματογράφημα παρουσιάζεται ηδιερχόμενη ποσότητα ή συγκέντρωση, υπό μορφή κορυφών)

88 Χαρακτηριστικά ποιότητας ανιχνευτή (1) 1. Ευαισθησία S (κλίση καμπύλης απόκρισης (σήματος R) ανιχνευτή ως συνάρτηση μετρούμενης ποσότητας Q ουσίας (S = ΔR/ΔQ)) 1. Σταθερότητα 2. Περιοχή γραμμικότητας ήγραμμική δυναμική περιοχή (λόγος μέγιστου προς ελάχιστο σήμα για τα οποία ηαπόκριση ανάλογη του μεγέθους του δείγματος Μεγάλη περιοχή γραμμικότητας επιτρέπει την ανίχνευση κύριων συστατικών και ιχνοποσοτήτων

89 Χαρακτηριστικά ποιότητας 4. Χρόνος απόκρισης ανιχνευτή (1) 5. Χημική δραστικότητα (μερικές φορές δεν πρέπει να καταστραφεί ηεκλουόμενη ουσία για να μελετηθεί περαιτέρω με άλλες τεχνικές) Ενδιαφέρει επίσης εάν ανιχνευτής: Ειδικής χρήσεως (εκλεκτικός) Γενικής χρήσεως (αποκρίνεται σε μεγάλο αριθμό ουσιών και πετυχαίνει ανίχνευση και προσδιορισμό όλων των συστατικών μείγματος

90 Ανιχνευτές αεριοχρωματογράφου Συνήθως ένα όργανο διαθέτει δύο ανιχνευτές για να καλύψει όλες τις κατηγορίες ουσιών Συνδεδεμένοι σε σειρά (όταν δεν καταστρέφεται το δείγμα) Παράλληλα για την ανίχνευση περισσοτέρων ουσιών κατά την έκλουση από τη στήλη

91 Συνηθέστεροι Ανιχνευτές GC Ανιχνευτής θερμικής αγωγιμότητας (Thermal Conductivity Detector, TCD) Ανιχνευτής ιονισμού φλόγας (Flame Ionization Detector, FID) Παραλλαγή: Ανιχνευτής αζώτου φωσφόρου (Nitrogen Phoshporus Detector, NPD) Ανιχνευτής συλλήψεως ηλεκτρονίων (Electron Capture Detector, ECD)

92 TCD (1) Γνωστός και ως καθαρόμετρο (γενικός ανιχνευτής) Αρχή λειτουργίας: Η ταχύτητα απώλειας θερμότητας από ένα θερμό σώμα εξαρτάται από θερμική αγωγιμότητα αερίου που το περιβάλλει και επομένως από τη σύστασή του.

93 «Κεφαλή» (α) με δύο θερμαινόμενες αντιστάσεις R1 και R2 και ηλεκτρική συνδεσμολογία (β) TCD

94 TCD (2) Ο σωληνίσκος με αντίσταση R1 περιβάλλεται από μείγμα φέροντος αερίου και συστατικού που εξέρχεται κάθε φορά από τη στήλη Ηαντίσταση R2 περιβάλλεται μόνο από καθαρό φέρον αέριο και χρησιμεύει ως αντίσταση αναφοράς Αντιστάσεις R1 και R2 παρεμβάλλονται σε γέφυρα Wheatstone

95 TCD (3) Όταν από ανιχνευτή διέρχεται μόνο φέρον αέριο, θερμική απώλεια αντιστάσεων R1 και R2 σταθερή Όταν εξέρχεται ουσία μαζί με το αέριο που περιβάλλει R1 η θερμική αγωγιμότητά του μειώνεται (εξαιτίας υψηλότερης θερμικής αγωγιμότητας φέροντος αερίου) και η θερμοκρασία της R1 και η ωμική της αντίσταση αυξάνονται

96 TCD (4) Αποτέλεσμα διατάραξη ισορροπίας στη γέφυρα και εμφάνιση κορυφής στο χρωματογράφημα Όσο μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα φέροντος αερίου και μεγαλύτερη ένταση ρεύματος της γέφυρας, τόσο περισσότερο ευαίσθητος οανιχνευτής Ως φέρον αέριο προτιμάται He ή H 2 (λόγω υψηλής θερμικής αγωγιμότητας)

97 TCD (5) Αποκρίνεται στον αέρα και εμφανίζεται «κορυφή αέρα» Επιτρέπει τον προσδιορισμό νεκρού χρόνου και νεκρού όγκου και τον υπολογισμό του t R και V R Πριν από διαβίβαση ρεύματος στον ανιχνευτή διαβιβάζεται για αρκετό χρόνο φέρον αέριο Ουδέποτε οανιχνευτής βρίσκεται σε λειτουργία χωρίς σύγχρονη και συνεχή διαβίβαση φέροντος αερίου

98 TCD (6) Αποκρίνεται στη συγκέντρωση ουσίας Είναι κατάλληλος για ποσοτική ανάλυση Περιοχή γραμμικότητας 5 τάξεις μεγέθους συγκέντρωσης Απόκριση ανιχνευτή εξαρτάται από φύση ουσίας Απαιτείται ξεχωριστή καμπύλη αναφοράς για κάθε ουσία

99 Αρχή λειτουργίας TCD

100 Αρχή λειτουργίας TCD

101 Ανιχνευτής Ιονισμού Φλόγας (FID) (1) Αρχή λειτουργίας: Ηλεκτρική αγωγιμότητα (εξαιτίας ιονισμού) ενός αερίου ανάλογη της συγκέντρωσης των φορτισμένων σωματιδίων μέσα σε αυτό Οιονισμός γίνεται με φλόγα Εκλουόμενο από τη στήλη αέριο αναμειγνύεται με υδρογόνο και καίγεται στον αέρα Εφαρμογή τάσης 100 V μεταξύ ακροφυσίου (αρνητικό ηλεκτρόδιο) και ενός άλλου ηλεκτροδίου πάνω ήγύρω από ακροφύσιο

102 Σχηματικό διάγραμμα FID

103 Τυπικός FID Φαίνεται ησύνδεση για ανάφλεξη, ηλεκτρόμετρο και εφαρμοζόμενο δυναμικό

104 FID (2) Εφόσον το αέριο δεν περιέχει καύσιμες ενώσεις μετά το άναμμα της φλόγας παρατηρείται ασθενέστατο ηλεκτρικό ρεύμα, εξαιτίας ιόντων που σχηματίζονται κατά την καύση του H 2 Εάν το καιόμενο αέριο περιέχει και οργανικές ουσίες (έκλουσμα στήλης) παρατηρείται σημαντική αύξηση εντάσεως ρεύματος

105 FID (3) Αποκρίνεται στην ταχύτητα ροής μάζας Γραμμική απόκριση σε ευρεία περιοχή συγκεντρώσεων (10 8 ) Μη επηρεασμός από θερμοκρασία Κυρίως χρησιμοποιούμενος στην ποσοτική ανάλυση

106 Αρχή λειτουργίας FID

110 Διατομή FID

111 Ανιχνευτής Ν P (NPD) Παραλλαγές FID αποκρίνονται εκλεκτικά σε οργανοφωσφορικές ενώσεις με εξαιρετική ευαισθησία

112 NPD

113 Φλογοφωτομετρικός Ανιχνευτής P και S

114 Ανιχνευτής Σύλληψης Ηλεκτρονίων (ECD) (1) Αρχή λειτουργίας: Μεταβολή αγωγιμότητας αερίου που διέρχεται από αυτόν εξαιτίας ιόντων που δημιουργούνται από ραδιενεργή πηγή που βρίσκεται μέσα στον ανιχνευτή Αποκρίνεται στη συγκέντρωση προσδιοριζόμενης ουσίας Το έκλουσμα εισάγεται μέσα στο θάλαμο που υπάρχουν δύο μεταλλικοί οπλισμοί συνδεδεμένοι με πηγή σταθερής τάσεως

115 Ανιχνευτής Σύλληψης Ηλεκτρονίων (ECD) (2) Μια ραδιενεργή πηγή ακτίνων β(έλασμα τιτανίου με προσροφημένο τρίτιο ήέλασμα 63 Ni) παρέχει σταθερή ροή ηλεκτρονίων και δημιουργεί αγωγιμότητα μεταξύ των οπλισμών Όταν το έκλουσμα περιέχει μόρια οργανικών ενώσεων, λόγω σύλληψης ηλεκτρονίων προκαλείται μείωση ρεύματος

116 Ανιχνευτής Σύλληψης Ηλεκτρονίων (ECD) (3) Το ρεύμα πολύ ασθενές (na) γι αυτό ενισχύεται Βασικά πλεονεκτήματα: Εξαιρετική μεγάλη ευαισθησία (10-13 ) Ιδίως για αλογονούχες οργανικές ενώσεις

117 Αρχή λειτουργίας ECD

118 Δομή ECD

119 Αρχή λειτουργίας ECD

120 Σύγκριση Ανιχνευτών GC

121 Χρωματογράφημα χλωριωμένων (αριστερά) και οργανοφωσφορικών (δεξιά) φυτοφαρμάκων

122 Ενισχυτής Καταγραφέας Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Σήμα ανιχνευτή πολύ ασθενές, απαιτεί ενίσχυση πριν την καταγραφή Ενισχυτές επιτρέπουν ενίσχυση πρακτικά σε οποιοδήποτε βαθμό Περιορισμός να είναι ολόγος σήμα / θόρυβο S/N > 2 Πολλαπλά στάδια ενίσχυσης εισάγουν πρόσθετο θόρυβο Συμβιβασμός μεταξύ επιθυμητού ορίου ανίχνευσης και στάθμης θορύβου

123 Καταγραφή / Επεξεργασία χρωματογραφημάτων GC (1) Καταγραφέας ταχείας απόκρισης και με ηλεκτρονικά υψηλής σταθερότητας Ολοκληρωτής (intergrator) παρέχει το εμβαδόν των κορυφών συγχρόνως με την καταγραφή τους Σύγχρονα συστήματα GC διαθέτουν ηλεκτρονικό υπολογιστή με ειδικό λογισμικό:

124 Καταγραφή / Επεξεργασία χρωματογραφημάτων GC (2) Μέτρηση επιφάνειας, ακόμη και κορυφών με αλληλεπικάλυψη Μέτρηση χρόνου ανάσχεσης Υπολογισμός αριθμού θεωρητικών πλακών Υπολογισμός διαχωριστικότητας Κατασκευή καμπύλης αναφοράς Υπολογισμός αγνώστων Εκτέλεση θερμοπρογραμματιζόμενης GC

125 Απλό εκπαιδευτικό σύστημα GC

126 Αυτοματοποίηση παλαιού αεριοχρωματογράφου με διασύνδεση με υπολογιστή

127 Σύγχρονο σύστημα GC

128 Πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα GC με δειγματολήπτη

129 Εφαρμογές GC (1) Ευρεία χρήση στην ποιοτική και ποσοτική ανάλυση Κυρίως για ανίχνευση, ταυτοποίηση και προσδιορισμό οργανικών ουσιών σε πολύπλοκα δείγματα Προσδιορισμό διαφόρων φυσικοχημικών μεγεθών Προϋπόθεση για εφαρμογή: Πτητικότητα χρωματογραφούμενης ουσίας στη θερμοκρασία στήλης

130 Αεριοχρωματογράφηση μη πτητικών ουσιών (1) Μετατροπή σε πτητικά παράγωγα με αντίδραση με κατάλληλα αντιδραστήρια Κυριότερες αντιδράσεις παραγωγοποίησης: Σιλανοποίηση (silylation) Ακυλίωση (acylation) Αλκυλίωση (alkylation) Εστεροποίηση (esterification)

131 Αεριοχρωματογράφηση μη πτητικών ουσιών (2) Παραδείγματα Αμινοξέα, αμίνες και αλκοόλες με τριφθοροξεικό ανυδρίτη (CF 3 C) 2 O παρέχουν τριφθοροακετυλιωμένα παράγωγα Σάκχαρα σιλανοποιούνται με τριμεθυλοχλωροσιλάνιο (CH 3 ) 3 SiCl Οξέα μετατρέπονται με διαζωμεθάνιο CH 2 N 2 σε μεθυλεστέρες Ανόργανα στοιχεία (As, Sb, Sn, Ge, Si, P) με Cl 2 μετατρέπονται σε πτητικές χλωριοενώσεις

132 Εφαρμογές GC (2) Εφαρμογές στη βιολογική και βιοχημική έρευνα: Διευκρίνηση δομής και τρόπου δράσεως ενζύμων και άλλων πρωτεϊνών Αναλύσεις: Πετρελαιοειδών (ανάλυση πετρελαιοκηλίδας μπορεί να οδηγήσει στο υπεύθυνο για ρύπανση πλοίο) Φυσικών προϊόντων Βιολογικών δειγμάτων Τροφίμων Αιθερίων ελαίων Εντομοκτόνων

133 Εφαρμογές GC (3) Παρασιτοκτόνων Στεροειδών ορμονών Ναρκωτικών Λιπασμάτων Πλαστικών Αλκοολούχων ποτών Συνθετικών απορρυπαντικών

134 Εφαρμογές GC (4) Για έλεγχο μόλυνσης περιβάλλοντος Για μελέτη μετακίνησης αερίων μαζών στη μετεωρολογία (ελευθέρωση SF 6 στον αέρα και προσδιορισμό του σε δείγματα αέρα που συλλέγονται σε μεγάλες αποστάσεις) Εξερεύνηση ατμόσφαιρας πλανητών

135 Αρωματογράφημα αιθερίου ελαίου «lemongrass» (λεμονόχορτου)

136 Ποιοτική ανάλυση με GC (1) Αεριοχρωματογράφημα χρησιμοποιείται: Ως κριτήριο καθαρότητας οργανικών ενώσεων Για έλεγχο αποτελεσματικότητας διαφόρων τεχνικών διαχωρισμού Ταυτοποίηση συστατικών μείγματος: Με βάση ανηγμένο χρόνο συγκρατήσεως t R Με βάση ανηγμένο όγκο συγκρατήσεως V R Με σύγκριση με αντίστοιχες τιμές σε χρωματογράφημα γνωστού συνθετικού δείγματος με ίδιες συνθήκες Με συλλογή εκλουόμενων συστατικών και περαιτέρω ανάλυση με άλλες τεχνικές

137 Διορθωμένος Όγκος Συγκρατήσεως V o R Λόγω διαφοράς πίεσης φέροντος αερίου στην είσοδο και έξοδο στήλης (συμπιεστή ηαέρια κινητή φάση) χρησιμοποιείται οδιορθωμένος όγκος συγκράτησης j =συντελεστής διορθώσεως πίεσης P = p i /p o, P i = πίεση αερίου στην είσοδο, p o = πίεση αερίου στην έξοδο V o = jv R R j = P 2 1,5 3 P 1 1

138 Ποιοτική Ανάλυση με GC (2) Επειδή μπορεί να συμβαίνει συνέκλουση ουσιών, γίνονται συγκριτικές αναλύσεις με ποικιλία συνθηκών και ιδίως με διαφορετικές στήλες Προστίθεται καθαρή ουσία στο δείγμα και επαναλαμβάνεται ηχρωματογράφηση Εάν υπάρχει ηουσία στο δείγμα ηκορυφή της αυξάνεται Εάν δεν υπάρχει θα εμφανισθεί πρόσθετη κορυφή

139 Δείκτης συγκρατήσεως Kovats ή Δείκτης Kovats (I) Οι παράμετροι t R και V R εξαρτώνται από πειραματικές συνθήκες: Θερμοκρασία Ταχύτητα ροής φέροντος αερίου Ποσότητα υγρής στατικής φάσης Για την ταυτοποίηση ουσιών χρησιμοποιείται οδείκτης Kovats Εκφράζει τη σχετική συγκράτηση ουσίας ως προς κορεσμένους υδρογονάθρακες (ουσίες αναφοράς) για τους οποίους Ι = 100z όπου z = αριθμός ανθράκων, π.χ κ-εξάνιο Ι= 100x6 = 600

140 I Δείκτης Kovats ουσίας x ' ' logtr, X logt = 100 ' ' logt log R, Z + 100z R, Z + 1 R, Z t R,X = ανηγμένος χρόνος ουσίας Χ t R,Z = ανηγμένος χρόνος κανονικού υδρογονάθρακα με z άτομα άνθρακα πουεκλούεταιπριντην ουσία X t R,Z+1 = ανηγμένος χρόνος κανονικού υδρογονάθρακα με z+1 άτομα άνθρακος που εκλούεται μετά την ουσία Χ Δείκτης Kovats γιαβενζόλιο Ι = 650, συμπεριφέρεταιωςκανονικός υδρογονάθρακας με 6,5 άτομα άνθρακα που εκλούεται μεταξύ εξανίου και επατανίου Εάν αλλάξουν οι πειραματικές συνθήκες, αλλάζουν οι τιμές t R οδείκτης Kovats παραμένεισταθερός, αλλά Στην περίπτωση που οι δύο κανονικοί υδρογονάθρακες διαφέρουν περισσότερο από 1 C, τότε οπρώτος όροςτηςεξισώσεως πολλαπλασιάζεται επί τη διαφορά των C

141 Σχέση χρόνου ανάσχεσης και αριθμού ατόμων άνθρακα ομόλογης σειράς Διαπιστώθηκε ότι για μια ορισμένη στήλη και θερμοκρασία ηγραφική παράσταση logt R ή V R ως προς αριθμό ατόμων άνθρακα είναι ευθεία γραμμή Υποβοηθεί στην ταυτοποίηση των ουσιών

142 Διάγραμμα logt R ομόλογης σειράς ως συνάρτηση ατόμων άνθρακα z

143 Διάγραμμα logt R ομόλογης σειράς κανονικών υδρογονθράκων ως συνάρτηση ατόμων άνθρακα z

144 Προσδιορισμός Δείκτη Kovats Ουσίας Χ

145 Ποσοτική Ανάλυση με GC (1) Για να χρησιμοποιηθεί αεριοχρωματογράφημα στην ποσοτική ανάλυση: 1. Το σήμα ανάλογο της συγκέντρωσης 2. Πειραματικές συνθήκες, και ιδίως ταχύτητα φέροντος αερίου σταθερή 3. Εάν χρησιμοποιείται καταγραφέας ηαπόκριση γραφίδας να προσαρμόζεται με χρόνο απόκρισης ανιχνευτή 4. Διαφορετικά να χρησιμοποιείται σύστημα αυτόματης ολοκλήρωσης απευθείας από το ηλεκτρονικό σύστημα ολοκληρωτή

146 Ποσοτική Ανάλυση με GC (2) Το εμβαδό (επιφάνεια, area) μιας χρωματογραφικής κορυφής υπό ορισμένες προϋποθέσεις ανάλογο της ποσότητας (συγκέντρωσης) ενός συστατικού Για μικρές τιμές t R, οπότε οι κορυφές είναι ψηλές και στενές χρησιμοποιείται το ύψος αντί του εμβαδού (μειωμένη ακρίβεια)

147 Ολοκλήρωση κορυφής Πρώτη προσέγγιση: Α = h x b 0,5 Εμβαδόν = Σ (h i x dt)

148 Διάφοροι τρόποι ολοκλήρωσης 1. Β-Β (baseline to baseline) 2.B-V, V-B (baseline to valley), (valley to baseline)

149 Μέθοδος Κανονικοποίησης (Normalization method) (1) Εάν οανιχνευτής αποκρίνεται πανομοιότυπα σε όλα τα συστατικά του ενός μείγματος, οι σχετικές επιφάνειες κορυφών είναι ίσες με τις αντίστοιχες σχετικές ποσότητες των συστατικών A % X = i x100 i A i

150 Μέθοδος Κανονικοποίησης (Normalization method) (2) Εάν ηευαισθησία του ανιχνευτή είναι διαφορετική για διαφορετικές ενώσεις (π.χ TCD), προσδιορίζεται πειραματικά ένας εμπειρικός παράγοντας απόκρισης (F i ) ως προς μια ένωση αναφοράς (s) Οπότε και ημέθοδος κανονικοποίησης λαμβάνει υπόψη τους συντελεστές αυτούς F i = C i A i C A s s Ai Fi % X i = x100 Ai Fi

151 Μέθοδος εσωτερικού προτύπου στην GC Όταν αναμένονται διακυμάνσεις στις πειραματικές συνθήκες χρησιμοποιείται η μέθοδος εσωτερικού προτύπου (IS) Οι σχετικές επιφάνειες των κορυφών για δύο ενώσεις παραμένουν σταθερές και ανεξάρτητες από την ταχύτητα ροής φέροντος αερίου Ηκαμπύλη αναφοράς κατασκευάζεται ως Α x /A is ωςπρος C x

152 Μέθοδος εσωτερικού προτύπου στην GC ενός σημείου C A A = x, δ επ, π C x, δ x, π A Α x, π επ, δ C x,δ = συγκέντρωση ουσίας Χστο δείγμα C x, π = συγκέντρωση ουσίας Χστο πρότυπο διάλυμα A x,δ = εμβαδό κορυφής ουσίας Χστο δείγμα A x,π = εμβαδό κορυφής ουσίας Χστο πρότυπο A επ,δ = εμβαδό κορυφής εσωτερικού προτύπου στο δείγμα Α επ,π = εμβαδό κορυφής εσωτερικού προτύπου στο πρλοτυπο διάλυμα

153 Συνδυασμός GC με άλλες τεχνικές (1) Για υπερνίκηση δυσκολιών κατά την ανάλυση πολύπλοκων μειγμάτων με GC συνδυάζεται με άλλες τεχνικές αναλύσεως, π.χ. Φασματομετρία μαζών (mass spectrometry, MS) Οσυνδυασμός γίνεται: Με ανάλυση των εκλουσμάτων που συλλέγονται Με απευθείας σύνδεση του GC με βοηθητική αναλυτική τεχνική (συνδυασμένες τεχνικές, hyphenated techniques)

154 Συνδυασμός GC με άλλες τεχνικές (2) Οσυνδυασμός παρέχει συστήματα εξαιρετικής εκλεκτικότητας και αξιοπιστίας Αποτελούν σήμερα τις παραδεκτές τεχνικές στην ανάλυση ναρκωτικών και ελέγχου φαρμακοδιέγερσης (doping), είναι όμως υψηλού κόστους Κυριότερες συνδυασμένες τεχνικές: GC-MS GC -FTIR

155 Αρχή συνδυασμένης τεχνικής GC-MS

156 Σύστημα GC-MS

157 Χρωματογράφημα από GC (κάτω) Χρωματογράφημα από MS (πάνω)

158 Συνδυασμός GC-FTIR

159 Εφαρμογές GC στη Φαρμακευτική Ανάλυση (1) Έλεγχος καθαρότητας πτητικών πρώτων υλών Έλεγχος αιθυλικής αλκοόλης για την παρουσία άλλων αλκοολών Έλεγχος αλλοθανίου για πτητικές συγγενείς ουσίες Έλεγχος παρουσίας υπολειμμάτων διαλυτών σε κρυσταλλικές πρώτες ύλες, που χρησιμοποιήθηκαν κατά τον καθαρισμό τους με ανακρυστάλλωση (τεχνική GC-υπερκείμενης φάσης)

160 Εφαρμογές GC στη Φαρμακευτική Ανάλυση (2) Π.χ. Πρώτη ύλη νατριούχου αμπικιλλίνης ελέγχεται για ύπαρξη διχλωρομεθανίου (ανώτατο επιτρεπτό όριο 0,2%) Έλεγχος σχετικής περιεκτικότητας ισομερών σε φαρμακευτικές ουσίες που υπάρχουν σε γεωμετρικά ήοπτικά ισομερή (μετά από παρασκευή πτητικών παραγώγων) Π.χ. Σε δισκία θειικής τρανυλοκυπρομίνης ελέγχεται η σχετική περιεκτικότητα σε cis-ισομερές

161 Τεχνική GC-υπερκείμενης φάσης Head-Space GC για έλεγχο υπολειμμάτων διαλυτών Το δείγμα διαλύεται σε νερό ή DMSO και θερμαίνεται σε ειδικά φιαλίδια. Τα υπολείμματα των διαλυτών υπό μορφή ατμών ανέρχονται στην υπερκείμενη αέρια φάση. Μέρος της υπερκείμενης φάσης ενίεται σε σύστημα GC με το χέρι ή με αυτόματο σύστημα με τη βοήθεια αερίου μεταφοράς

162 Σύστημα GC-Head Space Στη μέση διακρίνεται οθάλαμος θέρμανσης των φιαλιδίων και οσωλήνας μεταφοράς της υπερκείμενης φάσης

163 Αεριοχρωματογράφημα υπολειμμάτων διαλυτών (A)

164 Αεριοχρωματογράφημα υπολειμμάτων διαλυτών (B)