کروماتوگرافی گازی اسپکترومتر جرمی GC-MS

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GC-MS

کروماتوگرافی گازی جرمی کمپانی Agilent

این دستگاه متشکل از دو قسمت اسپکترومتر جرمی و کروماتوگرافی گازی می باشد. در این دستگاه از ستون کروماتوگرافی برای جداسازی ترکیبات مختلف و از اسپکترومتر جرمی برای شناسایی اجزاء جداسازی شده استفاده می گردد.

حساسیت این دستگاه بسیار قابل توجه بوده و بعد از جداسازی و اسکن توسط اسپکترومتر جرمی، با استفاده از کتابخانه و اطلاعات موجود در رایانه دستگاه که اطلاعات و طیف های جرمی ترکیبات مختلف در آن وجود دارد می توان اقدام به شناسایی اجزای جداسازی شده کرد. جهت بررسی، انتخاب و خرید دستگاه GC کلیک کنید.

نگاهی کوتاه بر فرایند طیف سنجی جرمی

طیف‌ سنجی جرمی یک آشکارساز یا دتکتور است که ترکیبات جداسازی شده در کروماتوگرافی گازی (GC) را شناسایی و اندازه‌ گیری می‌ کند. کروماتوگرافی گازی زمان بازداری، پهنا و ارتفاع پیک ها را فراهم می‌ کند در حالیکه طیف‌ سنجی جرمی بعد سوم، اطلاعات جرمی را اضافه می کند. اطلاعات جرمی برای شناسایی، کمی‌ سازی و تعیین ویژگی‌ های ساختاری و شیمیایی مولکول‌ ها استفاده می شوند.

اولین قسمتی که ترکیبات جداسازی شده بعد از خروج از کروماتوگرافی گازی در دستگاه طیف‌ سنجی جرمی با آن برخورد می‌ کنند، محلی به نام “منبع یونیزاسیون” است، جایی که مولکول‌ های خنثی یونیزه می‌ شوند.

یک منبع یونیزاسیون متداول، منبع یونیزاسیون الکترونی (EI) است که معمولا شامل یک فیلامنت فلزی مشابه با یک فیلامنت در لامپ است. این فیلامنت جریانی از الکترون ها را به مولکول های خنثی اعمال می کند و آن ها را به قطعاتی تقسیم کرده (فرگمنت ها) و بسیاری از آن‌ ها بار مثبت پیدا می‌ کنند. الگوی قطعات حاصل به‌ عنوان یک “اثر انگشت” خاص و بسیار دقیق است که می‌ تواند برای شناسایی ماده شیمیایی استفاده شود.

 

راهنمای جامع جداسازی و آنالیز ترکیبات

در دنیای شیمی تجزیه، توانایی جداسازی مخلوط‌ های پیچیده به اجزای سازنده‌ شان یک اصل بنیادی است. کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography) یا به اختصار GC، یکی از قدرتمندترین، پرکاربردترین و دقیق‌ ترین تکنیک‌ های کروماتوگرافی است که برای جداسازی و آنالیز ترکیباتی به کار می‌ رود که قابلیت تبخیر شدن بدون تجزیه را دارند.

و همانطور که گفته شد دستگاه GC-MS هم متشکل از دو قسمت اسپکترومتر جرمی و کروماتوگرافی گازی می باشد. در این دستگاه از ستون کروماتوگرافی برای جداسازی ترکیبات مختلف و از اسپکترومتر جرمی برای شناسایی اجزاء جداسازی شده استفاده می گردد.

این روش به دلیل حساسیت بالا، سرعت و توانایی جداسازی فوق‌ العاده، به ابزاری ضروری در آزمایشگاه‌ های کنترل کیفیت، تحقیقاتی، محیط زیست، داروسازی و پتروشیمی تبدیل شده است.

 

اصول عملکرد کروماتوگرافی گازی GC-MS

اساس کار کروماتوگرافی گازی را می‌ توان به یک مسابقه مولکولی تشبیه کرد. در این مسابقه:

  • فاز متحرک (Mobile Phase)

یک گاز بی‌ اثر (مانند هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن) که به آن گاز حامل می‌ گویند، نقش جریان باد یا نیروی پیش‌ برنده را دارد.

  • فاز ساکن (Stationary Phase)

یک لایه نازک از یک مایع با نقطه جوش بالا یا یک پلیمر جامد که دیواره داخلی یک لوله بلند و باریک به نام ستون را پوشانده است. این فاز، زمین مسابقه با ویژگی‌ های خاص خودش است.

  • شرکت‌ کنندگان (Analytes)

مولکول‌ های موجود در نمونه که تبخیر شده و وارد مسیر مسابقه می‌ شوند.

 

وقتی نمونه تبخیر شده به همراه گاز حامل وارد ستون می‌ شود، رقابت آغاز می‌ گردد. هر مولکول بر اساس دو ویژگی کلیدی از بقیه جدا می‌ شود:

  • نقطه جوش
  • میزان برهمکنش با فاز ساکن

مولکول‌ هایی که نقطه جوش پایین‌ تری دارند و یا برهمکنش ضعیف‌ تری با فاز ساکن برقرار می‌ کنند، بیشتر وقت خود را در فاز متحرک گازی سپری کرده، سریع‌ تر در طول ستون حرکت می‌ کنند و زودتر به خط پایان (دتکتور) می‌ رسند.

در مقابل، مولکول‌ های سنگین‌ تر با نقطه جوش بالاتر و یا آن‌ هایی که تمایل بیشتری به فاز ساکن دارند، زمان بیشتری را صرف برهمکنش با دیواره ستون کرده، کندتر حرکت می‌ کنند و دیرتر از ستون خارج می‌ شوند.

این تفاوت در سرعت حرکت، منجربه جداسازی دقیق اجزای نمونه می‌ شود.

 

اجزای اصلی یک سیستم کروماتوگرافی گازی GC-MS

یک دستگاه GC از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که هماهنگ با یکدیگر کار می‌ کنند:

  • منبع گاز حامل

سیلندری حاوی یک گاز خالص و بی‌ اثر که جریانی ثابت و قابل کنترل را برای حمل نمونه در سیستم فراهم می‌ کند.

  • سیستم تزریق (Injector)

اولین نقطه ورود نمونه به دستگاه است. وظیفه اصلی آن، تبخیر سریع نمونه مایع و وارد کردن حجم بسیار کوچکی از بخار نمونه به ابتدای ستون است. انژکتورهای Split/Splitless از رایج‌ ترین انواع هستند که امکان تزریق مقادیر بسیار کم (حالت Split) یا تمام نمونه (حالت Splitless) را برای آنالیزهای با غلظت بالا یا پایین فراهم می‌ کنند.

 

  • ستون کروماتوگرافی (Column)

قلب دستگاه GC-MS که جداسازی واقعی در آن رخ می‌ دهد. ستون‌ ها در یک محفظه دمایی به نام آون قرار دارند. دو نوع اصلی ستون وجود دارد:

۱) ستون‌ های مویینه (Capillary Columns)

ستون‌ های مدرن، بلند (۱۰ تا ۱۰۰ متر)، باریک و بسیار کارآمد که قدرت جداسازی فوق‌ العاده‌ ای دارند.

۲) ستون‌ های پر شده (Packed Columns)

قدیمی‌ تر و کوتاه‌ تر، که با ذرات جامد پوشیده از فاز ساکن پر شده‌ اند و برای کاربردهای خاصی همچنان استفاده می‌ شوند.

 

  • آون ستون (Column Oven)

محفظه‌ ای که ستون در آن قرار دارد و دمای آن با دقت بسیار بالایی قابل کنترل است. با برنامه‌ ریزی دمایی می‌ توان دمای آون را در طول آنالیز به تدریج افزایش داد. این کار به جداسازی بهتر مخلوط‌ هایی با ترکیبات دارای نقاط جوش بسیار متفاوت کمک می‌ کند.

 

  • آشکارساز یا دتکتور (Detector)

این بخش در انتهای ستون قرار دارد و وظیفه آن، تشخیص و اندازه‌ گیری ترکیبات جدا شده پس از خروج از ستون است. دتکتور، حضور هر ترکیب را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌ کند. انتخاب دتکتور به نوع ترکیبات و حساسیت مورد نیاز بستگی دارد. برخی از دتکتورهای رایج عبارتند از:

۱) دتکتور یونیزاسیون شعله (FID)

بسیار حساس به ترکیبات آلی هیدروکربنی، یکی از پرکاربردترین دتکتورها

۲) دتکتور هدایت حرارتی (TCD)

یک دتکتور عمومی و غیرتخریبی که به هر ترکیبی به جز گاز حامل پاسخ می‌ دهد.

۳) دتکتور جذب الکترون (ECD)

بسیار حساس به ترکیبات دارای گروه‌ های الکترون‌ دوست مانند ترکیبات هالوژنه (آفت‌ کش‌ ها)

۴) طیف‌ سنج جرمی (Mass Spectrometer – MS)

قدرتمندترین نوع دتکتور که نه تنها حضور یک ترکیب را تشخیص می‌ دهد، بلکه اطلاعات ساختاری ارزشمندی را برای شناسایی قطعی آن فراهم می‌ کند (تکنیک GC-MS)

 

مشخصات فنی و ویژگی‌ های کلیدی دستگاه GC-MS

هنگام انتخاب یک دستگاه GC، باید به مشخصات فنی زیر توجه کرد:

  • محدوده دمایی و سرعت برنامه‌ ریزی آون

قابلیت کنترل دقیق دما و افزایش سریع یا آهسته آن

  • کنترل الکترونیکی فشار و جریان (EPC/AFC)

برای کنترل دقیق جریان گاز حامل و دستیابی به نتایج تکرارپذیر

  • انواع دتکتورهای قابل نصب

امکان نصب دتکتورهای مختلف بر اساس نیازهای آنالیزی

  • قابلیت نصب نمونه‌ بردار خودکار (Autosampler)

برای آنالیز تعداد زیادی نمونه به صورت خودکار و بدون دخالت اپراتور

  • نرم‌ افزار قدرتمند

برای کنترل دستگاه توسط فرد، جمع‌ آوری داده‌ ها و پردازش نتایج (مانند شناسایی پیک‌ ها و محاسبه غلظت)

 

کاربرد دستگاه GC-MS در صنایع مختلف

این دستگاه در زمینه های مختلف علوم مانند شیمی، پزشکی، داروسازی، نانوشیمی و… کاربرد فراوانی دارد. به عنوان نمونه در زمینه نانوداروها جهت جداسازی و شناسایی آن ها و همچنین در زمینه های حذف آلاینده های آلی محیط زیست با استفاده از نانوکاتالیست ها و نانوکربن ها از این دستگاه استفاده زیادی شده است.

  • صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

آنالیز ترکیبات بنزین، گاز طبیعی، تعیین خلوص حلال‌ ها و مواد اولیه

  • علوم محیط زیست

اندازه‌ گیری آلاینده‌ های آلی فرار (VOCs)، آفت‌ کش‌ ها و PCB ها در آب، خاک و هوا

  • صنایع غذایی و عطرسازی

شناسایی ترکیبات مولد طعم و بو، آنالیز اسیدهای چرب، کنترل کیفیت و تشخیص تقلبات

  • صنعت داروسازی

اندازه‌ گیری حلال‌ های باقی‌ مانده در داروها، کنترل خلوص مواد اولیه دارویی (API) و محصولات نهایی

  • پزشکی قانونی (Forensics)

شناسایی مواد مخدر و الکل در خون و نمونه‌ های بیولوژیکی و همچنین بررسی مواد قابل اشتعال در صحنه‌ های آتش‌ سوزی

  • تحقیقات علمی

مطالعه متابولیت‌ ها، آنالیز محصولات واکنش‌ های شیمیایی و بسیاری کاربردهای دیگر…

 

تحلیل نتایج؛ خواندن کروماتوگرام چگونه است؟

خروجی یک آنالیز GC، نموداری به نام کروماتوگرام است که پاسخ دتکتور را در مقابل زمان نشان می‌ دهد. که شامل:

۱- زمان بازداری (Retention Time)

مدت زمانی که طول می‌ کشد تا یک ترکیب از ستون عبور کرده و به دتکتور برسد. این پارامتر مانند “اثر انگشت” برای شناسایی کیفی یک ترکیب در شرایط ثابت است.

۲- پیک (Peak)

هر قله یا پیک در کروماتوگرام نشان‌ دهنده یک ترکیب جدا شده است.

۳- مساحت زیر پیک (Peak Area)

مساحت زیر هر پیک متناسب با مقدار (غلظت) آن ترکیب در نمونه است و برای اندازه‌ گیری‌ های کمی به کار می‌ رود.

 

کروماتوگرافی گازی یک تکنیک تجزیه‌ ای فوق‌ العاده قدرتمند، انعطاف‌ پذیر و بالغ است که به ستون فقرات بسیاری از آزمایشگاه‌ های مدرن تبدیل شده است. توانایی این روش در جداسازی و اندازه‌ گیری دقیق ترکیبات فرار در غلظت‌ های بسیار پایین، آن را به ابزاری بی‌ بدیل برای کنترل کیفیت، پایش محیط زیست، تحقیقات علمی و تضمین سلامت و ایمنی عمومی مبدل ساخته است. انتخاب هوشمندانه یک سیستم GC-MS متناسب با نیازهای آزمایشگاه شما، درهای جدیدی از اکتشافات و آنالیزهای دقیق را به روی متخصصان خواهد گشود.

 


دستگاه GC-MS نمایندگی Agilent |فروش دستگاه GC-MS | فروش GC 6890 | فروش ICP-MS | کروماتوگرافی گازی جرمی GC-MS

 

 

نمایش 9 24 36

دستگاه طیف سنجی جرمی مدل 5977 نمایندگی Agilent

دتکتور جرمی کروماتوگرافی گازی مدل 5973 MSD نمایندگی Agilent  

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GCMS مدل Quantum XLS نمایندگی Thermo

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GCMS مدل ISQ نمایندگی Thermo

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GCMS مدل 5977B نمایندگی Agilent

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GCMS مدل 5975 MSD نمایندگی Agilent

دستگاه کروماتوگرافی گازی جرمی GCMS مدل 5973 MSD نمایندگی Agilent

دستگاه اسپکترومتر جرمی GC/MS مدل GC-Mass 6890N نمایندگی Agilent

پر فروش ترین محصولات