آشنايي با گاز کروماتوگرافي (GC)
کروماتوگرافي گازي يک روش فيزيکي است که براي جداسازي، شناسايي و اندازهگيري اجزاي فرار به کار ميرود. به عنوان مثال جدا کردن بنزن (نقطه جوش 1/80) از سيلکوهگزان (نقطه جوش 8/80) بوسيله تقطير جزء به جزء غير ممکن است. در صورتي که آنها را در چند دقيقه ميتوان به کمک کروماتوگرافي گازي جدا نمود و شناسايي کرد. همچنين حدود 200 جزء مختلف نفت خام را به آساني ميتوان تشخيص داد. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصيهاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم مواد ضد آفت در پوست ميوهجات و اندازهگيري گازها و آلودگي مواد به کار مي رود.
کروماتوگرافي گازي در سال 1952 به وسيله جيمز و مارتين براي جدا کردن مقادير کم اسيدهاي چرب به کار برده شد. GC يک روش فيزيکي است که براي جداسازي، شناسايي و اندازهگيري اجزاي فرار به کار ميرود. به عنوان مثال جدا کردن بنزن (نقطه جوش °1/80) از سيلکوهگزان (نقطه جوش °8/80) بوسيله تقطير جزء به جزء غير ممکن است. در صورتي که آنها را در چند دقيقه ميتوان به کمک کروماتوگرافي گازي جدا نمود و شناسايي کرد. همچنين حدود 200 جزء مختلف نفت خام را به آساني ميتوان تشخيص داد. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصيهاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم مواد ضد آفت در پوست ميوهجات و اندازهگيري گازها و آلودگي مواد به کار مي رود.
در کروماتوگرافي گازي، فاز متحرک يک گاز است. فاز ساکن يک مادة جاذب جامد يا مايع پوشش داده شده و يا داراي پيوند با يک جامد بر روي ديواره ستون است. اگر فاز ساکن جامد باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- جامد (GSC) و اگر فاز ساکن مايع باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- مايع (GLC) مينامند. هر چند هر دو روش در تجزيه به کار ميروند ولي GLC بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد.
جدا شدن اجزاي يک نمونه فرار در GLC بر اساس تقسيم آنها بين دو فاز مايع و گاز است. نمونه در فاز متحرک حل شده و فاز ساکن يک مايع ديرجوش است که به صورت لاية نازکي بر روي ذرات يک جامد گسترده شده است.
گاز حامل بايد يک گاز بياثر باشد تا با فاز ساکن، حلال و يا نمونه واکنش ندهد، به همين دليل معمولاَ از نيتروژن يا هليم استفاده ميشود. در دماي ثابت، فشار و سرعت جريان گاز به طرف ستون را با تنظيم کنندة فشار و جريان سنج، ثابت نگه ميدارند. مقدار µL 1/0-5 از نمونه مايع به وسيله يک سرنگ مخصوص وارد قسمت تزريق نمونه ميشود. نمونههاي جامد را بايد در يک حلال فرار مناسب، حل و سپس تزريق نمود. براي نمونههاي گازي بايد حجمهاي بيشتري انتخاب شود. نمونه پس از تزريق در نتيجة گرماي حاصل از سيستم الکتريکي تبديل به گاز ميشود و با گاز حامل مخلوط شده، به طرف ستون ميرود.
فاز ساکن يک مايع ديرجوش مانند روغن پارافين يا روغن سيليکون است که تا حدود 400 مقاوم است و به صورت لايه نازکي روي ذرات جامد گسترده شده است. مايع به کار رفته بايد از نظر شيميايي غير فعال بوده و براي اجزاي نمونه قابليت انحلال مختلفي داشته باشد. علاوه بر ستونهاي پر شده ميتوان از ستونهاي مويين به طول حدود cm 10-100 و قطر داخليcm 0/25-0/32 استفاده نمود که داخل آنها از سليت پوشيده شده است و فيلم نازکي از مايع ديرجوش بر روي پوشش سيليسي قرار دارد.
جدا شدن مواد در ستون، نظير فرايند استخراج است. نمونه که در فاز گاز محلول است از بالاي ستون وارد ميگردد و اجزاي آن بر حسب ضريب توزيع خود بين دو فاز مايع و گاز تقسيم ميشوند. در نتيجه اجزاي موجود در نمونه بر حسب تمايلي که ستون براي نگهداري آنها دارد از يکديگر جدا شده و به وسيله عبور گاز حامل، اجزا جدا ميشوند و به ترتيبي که متناسب با عکس تمايل نگهداري ستون براي آنها است، از انتهاي ستون خارج شده، وارد آشکارساز ميگردند. در آشکارساز اجزاء جدا شده موجود در گاز حامل مورد شناسايي و اندازهگيري قرار ميگيرند.
دماي ستون GC را ميتوان روي دماي خاصي تنظيم کرده و به صورت همدما جداسازي را انجام داد. همچنين در برخي موارد که اجزاي نمونه در ستون به خوبي جدا نميشوند، براي جداسازي بهتر از روش برنامهريزي دمايي استفاده ميشود. در اين روش دماي ستون را طبق برنامهاي از پيش تعيين شده و با سرعتي مناسب افزايش ميدهند تا مواد به تدريج از يکديگر جدا شوند.
◄ کاربردها:
برخي از کاربردهاي مهم کروماتوگرافي گازي(GC) در فناوري نانو عبارتست از:
1- جداسازي و شناسائي برخي از ترکيبات آلي
2-تعيين ساختار ترکيبات آلي در لاستيک
3-آناليز برخي داروهاي نانو ذرات