Gaschromatographie (GC) mit Flammen-Ionisations-Detektion

Quelle: Labor von Dr. B. Jill Venton - University of Virginia

Gaschromatographie (GC) wird verwendet, um zu trennen und kleinen Molekulargewicht Verbindungen in der Gasphase zu erkennen. Die Probe wird entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit, die in den Spritzenport verdampft wird. In der Regel sind die Verbindungen analysiert weniger als 1.000 Da, weil es schwierig ist, größere Verbindungen zu verdampfen. GC ist beliebt für Umweltüberwachung und industrielle Anwendungen, weil es sehr zuverlässig ist und fast kontinuierlich betrieben werden kann. GC wird normalerweise verwendet, in Anwendungen, wo kleine, flüchtige Moleküle erkannt werden, und mit nicht-wässrigen Lösungen. Flüssigchromatographie wird immer beliebter für Messungen in wässrigen Proben und kann verwendet werden, um größere Moleküle zu studieren weil die Moleküle nicht brauchen, um zu verdampfen. GC ist für unpolaren Molekülen begünstigt, während LC häufiger für polare Analyten zu trennen ist.

Die mobile Phase für die Gaschromatographie ist ein Trägergas, in der Regel Helium aufgrund seiner niedrigen Molekulargewicht und chemisch träge. Druck ausgeübt wird und die mobile Phase bewegt sich der Analyten durch die Säule. Die Trennung erfolgt mit Hilfe einer Spalte mit einer stationären Phase beschichtet. Offenen röhrenförmige Kapillarsäulen sind die beliebtesten Spalten und die stationäre Phase beschichtet die Wände der Kapillaren. Stationäre Phasen sind häufig Derivate von Polydimethylsiloxan, mit 5 – 10 % der Gruppen funktionalisiert, um die Trennung zu optimieren. Typische funktionelle Gruppen sind Phenyl, Cyanopropyl oder Trifluoropropyl. Kapillarsäulen sind in der Regel 5 – 50 m lang. Schmalere Spalten haben eine höhere Auflösung aber erfordern höhere Drücke. Gepackte Säulen können auch verwendet werden, wo die stationäre Phase auf Perlen verpackt in der Spalte beschichtet ist. Gepackte Säulen sind kürzer, 1 – 5 m. Open tubular Kapillaren sind in der Regel bevorzugt, da sie höhere Wirkungsgrade, schnellere Analysen erlauben und höhere Kapazitäten haben.

Flamme-Ionisation Erkennung (FID) ist eine gute allgemeine Detektor für organische Verbindungen in GC, die die Menge an Kohlenstoff in einer Probe erkennt. Nach der Spalte werden die Proben in eine heiße, Wasserstoff-Luft-Flamme verbrannt. Kohlenstoff-Ionen entstehen bei der Verbrennung. Während die Gesamteffizienz des Prozesses gering (nur 1 von 10⁵ Kohlenstoff-Ionen ein Ion in der Flamme produzieren) ist der Gesamtbetrag der Ionen direkt proportional zu der Menge an Kohlenstoff in der Probe. Elektroden werden verwendet, um den Strom von den Ionen messen. FID ist eine destruktive Detektor, wie das gesamte Sample pyrolysiert ist. FID ist unbeeinflusst von brennbarem Gase und Wasser.