انواع ستون گروماتوگرافی گازی

یکی از مهم ترین بخش های دستگاه کروماتوگرافی گازی یا همان دستگاه GC، ستون GC می باشد که وظیفه تفکیک و جداسازی مواد را بر عهده دارد. در حقیقت می توان گفت که ستون GC قلب دستگاه است و انتخاب صحیح ستون جهت آنالیز دقیق و صحیح امری مهم و ضروری است. ستون های گروماتوگرافی گازی در طیف وسیعی از اشکال، ابعاد، فاز ها و مواد تشکیل شده اند. به همین جهت انتخاب صحیح ستون کروماتوگرافی گازی و تحلیل و تفسیر مشخصات آن گاهی اوقات به امری پیچیده تبدیل می گردد. در این مطلب قصد داریم به بررسی انواع ستون کروماتوگرافی گازی، مزایا، معایب، کیفیت و عملکرد آن ها بپردازیم. همچنین شما می توانید جهت آگاهی از انواع ستون GC، انتخاب و خرید آن ها با کارشناسان شرکت ری نور آزما تماس حاصل فرمائید.

تقسیم بندی ستون گروماتوگرافی گازی

همانطور که گفته شد ستون گروماتوگرافی گازی که در داخل آون قرار می گیرد و یکی از وظایف اصلی در دستگاه GC را برعهده دارد. ستون های گروماتوگرافی گازی به 2 دسته ستون های پر شده (Packed Columns) و ستون های موئینه (Capillary Columns) تقسیم می شوند که هر کدام دارای ویژگی های منحصر به فرد خود می باشند که در انتخاب آن ها باید دقت کافی به عمل آید، در ادامه مطلب به بررسی دو مورد ذکر شده به تفکیک می پردازیم.

1- ستون های پر شده دستگاه گروماتوگرافی گازی

ستون های پر شده کروماتوگرافی گازی یا Packed Columns با توجه به آون دستگاه در اشکال متفاوتی طراحی شده اند و جنس دیواری خارجی لوله بر اساس نوع کاربرد می تواند از فولاد، شیشه و تفلون باشد، طول ستون Packed Columns به صورت معمول بین 1 تا 10 متر و قطر آن ها بین 2 تا 6 میلی متر می باشد و به 2 دسته تقسیم می شوند که عبارتند از: ستون کروماتوگرافی ذرات جامد از جنس سیلیکا و ستون کروماتوگرافی فاز ساکن جامد.

2- ستون‌های موئینه دستگاه گروماتوگرافی گازی

ستون های موئینه GC یا همان Capillary Columns بر خلاف ستون های پر شده یک لایه نازک از فاز ساکن بر روی دیواره داخلی آن ها می باشد. ساختار ستون موئینه کروماتوگرافی گازی به گونه ای است که فشار آن ها کمتر است و به همین جهت طول آن ها می تواند بیشتر باشد و در نتیجه عمل جداسازی در این ستون ها بهتر از ستون های پر شده صورت می گیرد. ستون های موئینه GC به 3 دسته ستون لوله‌باز روکش پشتیبانی (SCOT)، ستون لوله‌باز دیواره پوششی (WCOT) و ستون لوله باز لایه متخلخل (PLOT) تقسیم می شوند.

2-1 ستون لوله‌ باز با پوشش دیواری (WCOT)

ستون لوله‌ باز با پوشش دیواری از پرکاربردترین ستون های موئینه هستند که با لایه نازک از فاز ساکن در دیواره ها پوشش داده شده اند. راندمان جداسازی و تجزیه و تحلیل طیف وسیعی از آنالیت ها در این ستون بسیار بالا است. ستون WCOT برای دستگاه GC-MS بسیار مناسب هستند، لازم به ذکر است که این نوع ستون دارای ظرفیت بسیار کم می باشد.

2-2 ستون لوله باز لایه متخلخل (PLOT)

ستون PLOT که زیر مجموعه ستون موئینه می باشد، حاوی فاز مایع نیستند و دارای مواد جامد و جاذب متخلخل دیواره های داخلی می باشند. این ستون ها عمدتاً برای  آنالیز گاز ثابت، هیدروکربن سبک با فازهای ساکن مانند غربال‌های مولکولی، پلیمرهای متخلخل و آلومینا استفاده می‌شوند. لازم به ذکر است که خطر شل شدن ذرات در ستون لایه باز متخلخل وجود دارد که می تواند در تجزیه و تحلیل اختلال ایجاد کرده و یا حتی به دستگاه آسیب زند.

2-3 ستون لوله‌ باز روکش پشتیبانی (SCOT)

در ستون لوله باز روکش پشتیبانی دستگاه کروماتوگرافی گازی، فاز جامد با یک لایه فاز ساکن مایع  پوشش داده می شود. مزیت این ستون نسبت به WCOT ظرفیت بالاتر آن است اما با این حال ستون های SCOT کارایی کمتری دارند.

لازم به ذکر است که امروزه ستون های موئینه در مقایسه با ستون های پر شده بیشتر مورد توجه قرار گرفته و کاربرد بیشتری دارند و یکی از مهم ترین دلایل این امر قابلیت جداسازی بهتر در Capillary Columns می باشد، اما با این وجود دلایلی وجود دارد که گاهی اوقات ستون های Packed Columns به آنها ترجیح داده می شوند. این دلایل عبارتند از:

• تجزیه و تحلیل گاز های ساکن در ستون های پر شده بهتر می باشد
• در ستون های پر شده ظرفیت بالاتری برای نمونه ها وجود دارد
• فاز ساکن در ستون های پر شده بیشتر می باشد
• ستون های پر شده نسبت به ستون های موئینه مقرون به صرفه تر هستند

فاز ساکن ستون های گروماتوگرافی گازی

یکی از مهم ترین عوامل در انتخاب ستون کروماتوگرافی گازی، انتخاب فاز ساکن متناسب با نوع آنالیز می باشد. زیرا فاز ساکن موجب برهمکنش با ترکیبات شیمیایی و فیزیکی در ترکیبات مورد آنالیز می شود و این امر اساس جداسازی در کروماتوگرافی است. از همین رو در انتخاب فاز ساکن باید دقت کافی و لازم به عمل آید. فاز های ساکن در ستون های GC عبارتند از:

• Dimethylpolysiloxane
• Diphenyl dimethylpolysiloxane
• Cyanopropylphenyl dimethylpolysiloxane
• Trifluoropropyl dimethylpolysiloxane
• Polyethylene glycol (PEG)

ابعاد ستون گروماتوگرافی گازی

پارامتر هایی از جمله طول ستون کروماتوگارفی گازی، قطر داخلی و ضخامت لایه فاز ساکن می توانند در کیفیت و مدت زمان آنالیز تفاوت چشمگیری ایجاد کنند. از همین رو این نکات ذیل حائز اهمیت می باشد و باید در هنگام خرید ستون GC به آن ها توجه شود.

طول ستون گروماتوگرافی گازی

طول ستون کروماتوگرافی گازی با دقت و مدت زمان آنالیز رابطه مستقیم دارد، به عنوان مثال: یک ستون با طول 15 متر مدت زمان کمتری نسبت به ستون 30 متری آنالیز را انجام می دهد اما دقت کمتری دارد. لازم به ذکر است که ستون های طولانی تر برای جداسازی های پیچیده مناسب تر است و اغلب ستون های 30 متری کروماتوگراف گازی برای متعادل کردن رزولوشن، فشار و زمان ایده آل هستند.

قطر داخلی ستون گروماتوگرافی گازی

قطر داخلی ستون کروماتوگرافی گازی بر میزان بارگذاری و کارایی ستون تاثیرگذار است. قطر کمتر باعث می شود کارایی ستون GC بالاتر برود، لازم به ذکر است که هر چه قطر کمتر باشد ظرفیت نمونه ها کاهش می یابد. به صورت معمول ستون های کروماتوگرافی که برای آنالیز در نظر گرفته می شوند ستون های مویرگی با قطر 0.25 میلی متر است که دارای قابلیت جداسازی دقیق و ظرفیت مناسب می باشد.

ضخامت لایه فاز ساکن ستون گروماتوگرافی گازی بر اساس

در انتخاب ضخامت لایه فاز ساکن ستون کروماتوگرافی گازی باید دقت کافی و لازم به عمل آید، زیرا می تواند بر جنبه های مختلف آنالیز از جمله ظرفیت بارگزاری ستون، زمان و کیفیت آنالیز و محدوده دمایی تاثیر بگذارد.

ستون گروماتوگرافی گازی از مهم ترین بخش دستگاه GC می باشند که در انتخاب آن باید دقت کافی و لازم به عمل آید، شرکت ری نور آزما به ارائه انواع ستون های GC با طیف وسیعی از برند های برتر جهان می پردازد. در صورتی که قصد خرید انواع ستون های دستگاه کروماتوگراف گازی را دارید می توانید با کارشناسان مجرب شرکت ری نور آزما تماس حاصل فرمائید و و یا راهنمای خرید ستون کروماتوگرافی گازی را مطالعه فرمائید.