Хроматография дегеніміз не?
Хроматография — қоспалардың құрамын зерттеуге көмектесетін бөлу әдісі. Бөлу заттардың екі фаза арасында әртүрлі таралуына негізделген: қозғалмайтын фаза орнында қалады, ал жылжымалы фаза ол арқылы немесе оның бетімен қозғалады.
Қоспа компоненттері бұл фазалармен әртүрлі әрекеттеседі, сондықтан әртүрлі жылдамдықпен қозғалады. Бөлінгеннен кейін оларды табуға, сәйкестендіруге және сандық анықтауға болады. Ол үшін тиісті детектор, стандартты үлгілер және белгіленген талдау әдістемесі қолданылады.
Жылжымалы фазаға қарай газ, сұйықтық және суперкритикалық флюидтік хроматография ажыратылады. Бұдан әрі газ хроматографиясын: бөлу принципін, аспап құрылысын және әдіс мүмкіндіктерін қарастырамыз.
Газ хроматографиясының принципі
Газ хроматографиясында (ГХ, GC) жылжымалы фаза ретінде тасымалдаушы газ қолданылады. Ол енгізілген сынаманы қозғалмайтын фазасы бар колонка арқылы тасымалдайды. Қоспа компоненттері колонкада әртүрлі ұсталып, одан әр уақытта шығады.
Қозғалмайтын фаза қатты адсорбент немесе тасымалдағышқа не колонканың ішкі бетіне жағылған сұйық қабықша болуы мүмкін. Бірінші жағдайда газ-адсорбциялық, екінші жағдайда газ-сұйықтық хроматографиясы деп аталады.
Бөлуге заттардың қасиеттері, қозғалмайтын фазаның құрамы, колонка температурасы және тасымалдаушы газ ағынының параметрлері әсер етеді. Сондықтан компоненттердің шығу реті мен ұсталу уақыты нақты талдау жағдайларына қатысты.
ГХ газдарға және талдау жағдайларында ыдырамай буға айналатын қосылыстарға қолданылады. Бастапқы сынаманың газ күйінде болуы міндетті емес: әдіс сұйықтықтар мен басқа түрдегі дайындалған үлгілер үшін де қолданылады. Кейбір қосылыстар алдын ала ұшқыштығы және термиялық тұрақтылығы жоғары туындыларға айналдырылады. Мұндай дайындау дериваттау деп аталады.
Газ хроматографы қалай жұмыс істейді
Газ хроматографы тасымалдаушы газ беру жүйесінен, сынама енгізу құрылғысынан, термостаттағы колонкадан, детектордан және деректерді тіркеу жүйесінен тұрады.
Талдау бірнеше кезеңнен өтеді.
- Сынама енгізу. Үлгі аспапқа қолмен, автосамплермен немесе арнайы енгізу жүйесі арқылы түседі. Енгізу тәсілі үлгінің құрамы мен агрегаттық күйін ескере отырып таңдалады.
- Компоненттерді бөлу. Тасымалдаушы газ сынаманы колонка арқылы тасымалдайды. Термостат температурасы тұрақты қалуы немесе берілген бағдарлама бойынша өзгеруі мүмкін.
- Детекторлау. Детектор колонкадан шығатын заттарды тіркеп, жауапты электр сигналына түрлендіреді.
- Деректерді өңдеу. Бағдарламалық жасақтама хроматограмманы жазады, шыңдарды бөліп көрсетеді және берілген әдістеме бойынша нәтижелерді есептейді.
Колонка бөлуді, ал детектор компоненттерді тіркеуді қамтамасыз етеді. Сезімтал детекторды таңдау өздігінен заттардың жеткіліксіз бөлінуін жоймайды.
Хроматограмма нені көрсетеді
Хроматограмма — детектор сигналының уақыт бойынша графикалық көрінісі. Компонент колонкадан шыққанда әдетте шың пайда болады. Оның орны мен өлшемі сапалық және сандық талдауда қолданылады.
Ұсталу уақыты: қандай зат анықталды
Ұсталу уақыты — сынама енгізілген сәттен тиісті шыңның максимумына жеткенге дейінгі аралық. Ол дәл сол жағдайларда талданған стандартты үлгінің ұсталу уақытымен салыстырылады.
Ұсталу уақытының сәйкес келуі компонентті сәйкестендіруге көмектеседі, бірақ өздігінен оның химиялық табиғатын дәлелдемейді. Әртүрлі заттар бір уақытта шығуы мүмкін. Қажет болса қосымша белгілер, басқа колонка немесе масс-спектрометриялық детекторлау қолданылады.
Шың ауданы: сынамада қанша зат бар
Шың ауданы немесе биіктігі сандық анықтаудың аналитикалық сигналы болады. Зат мөлшері детектор жауабын компоненттің белгілі мөлшерімен байланыстыратын градуирлеу тәуелділігі бойынша есептеледі.
Есептеуде үлгі дайындау, сұйылту, енгізу тәсілі және әдістеме ерекшеліктері ескеріледі. Шың ауданының пайызын автоматты түрде заттың массалық немесе көлемдік үлесі деп санауға болмайды: компоненттер әртүрлі жауап беруі мүмкін.
Түсіндіру шектеулері
Бір көрінетін шыңда бірнеше бөлінбеген компонент болуы мүмкін. Сондықтан шың саны үлгідегі заттар санына әрдайым тең емес.
Шыңның болмауы да заттың жоқтығын дәлелдемейді. Оның мөлшері анықтау шегінен төмен болуы, таңдалған детектор оған жауап бермеуі, ал сынама дайындау оны бөліп алуды немесе сақтауды қамтамасыз етпеуі мүмкін.
Газ хроматографиясында қандай детекторлар қолданылады
Детектор анықталатын заттарға, күтілетін мөлшерге, үлгі құрамына және әдістеме талаптарына сай таңдалады.
Жалынды-иондану детекторы — ЖИД, FID
ЖИД органикалық заттар сутек-ауа жалынына түскенде пайда болатын иондарды тіркейді. Ол көмірсутектерді, еріткіштерді және көптеген басқа органикалық қосылыстарды талдау үшін кеңінен қолданылады.
Жауап заттың химиялық құрылысына байланысты. Сондықтан сандық талдауға тиісті градуирлеу қажет; әртүрлі қосылыстардың бірдей мөлшері міндетті түрде бірдей сигнал бермейді.
Жылуөткізгіштік детекторы — ЖӨД, TCD
ЖӨД ағынның тасымалдаушы газға қатысты жылуөткізгіштік өзгерісін тіркейді. Ол, атап айтқанда, тұрақты және технологиялық газдарды талдау үшін қолданылады.
Жауап анықталатын компонент пен тасымалдаушы газдың жылуөткізгіштік айырмасына байланысты. Сондықтан тасымалдаушы газды таңдау әдіс әзірлеудің бір бөлігі. Детектор сынаманы бұзбайды.
Электрон қармау детекторы — ЭҚД, ECD
ЭҚД электрондарды қармауға қабілетті қосылыстарды тіркейді. Ол кейбір пестицидтер мен хлорорганикалық қоспаларды қоса алғанда, құрамында галогені бар бірқатар заттарды анықтау үшін қолданылады.
Белгілі қосылыстар топтарына жоғары сезімталдық әмбебаптықты білдірмейді: детектордың жарамдылығы нақты заттар мен талдау жағдайлары үшін бағаланады.
Масс-спектрометриялық детектор — MS
Масс-спектрометриямен біріктірілген газ хроматографиясы немесе ГХ-МС жүйесінде бөлінген компоненттер масс-спектрометрге түседі. Ол иондарды олардың массасының зарядқа қатынасы бойынша тіркеп, масс-спектрлерді қалыптастырады.
Масс-спектрлер заттарды сәйкестендіруге, соның ішінде спектрлік кітапханалармен және стандартты үлгілермен салыстыруға қолданылады. Кітапханалық сәйкестік басқа аналитикалық белгілермен бірге бағаланады, ол сөзсіз растау деп қарастырылмайды.
ГХ-МС сандық талдау үшін де қолданылады. Нысаналы анықтау кезінде таңдалған иондарды тіркеу режимі — SIM қолданылуы мүмкін. Оның жарамдылығы нақты міндет талаптарына сай бағаланады.
Газ хроматографиясы қайда қолданылады
Газ хроматографиясы газдарды, отын мен мұнай өнімдерін, еріткіштерді, тамақ өнімдерін және қоршаған орта нысандарын зерттеу үшін қолданылады. ГХ-МС фармацевтикалық, токсикологиялық және ғылыми зерттеулерде де қолданылады.
Әдістемеге қарай талдау қоспаның негізгі құрамын анықтауға, қоспаларды бақылауға, өнім партияларын салыстыруға немесе белгісіз компоненттерді зерттеуге мүмкіндік береді.
Әдістің қолданылу мүмкіндігі нақты үлгі мен заттар тізімі үшін белгіленеді. Бір аспап жинақтамасы аталған барлық міндеттер үшін бірдей мүмкіндіктерді қамтамасыз етпейді.
Зертханаға жинақтаманы қалай таңдау керек
Жабдық таңдау талдауды сипаттаудан басталады. Жинақтаманы талқылау үшін мыналарды дайындаңыз:
- анықталатын заттар тізімі;
- үлгінің және оның негізгі құрамының сипаттамасы;
- күтілетін концентрациялар ауқымы;
- қолданылатын әдістеме немесе техникалық тапсырма;
- анықтау және сандық анықтау шектеріне талаптар;
- болжамды талдау саны және қажетті автоматтандыру деңгейі.
Осы негізде енгізу жүйесі, колонка, детектор және сынама дайындау тәсілі таңдалады. Бір мезгілде газбен жабдықтауға, жұмыс орнына және қызметкерлер біліктілігіне талаптар бағаланады.
Аспап таңдаудан әдістеме бойынша жұмысқа дейін
Сенімді нәтижелер алу үшін сынама алудан және дайындаудан бастап градуирлеуге, деректерді өңдеуге және өлшеу сапасын бақылауға дейінгі бүкіл аналитикалық рәсім маңызды.
Сондықтан аспап жинақтамасын әдісті іске қосумен, қызметкерлерді оқытумен, техникалық қызмет көрсетумен және кейінгі қолдаумен бірге талқылаған жөн.
Халықаралық NeoCHROM сауда маркасының жабдығын талқылау үшін Неохром Азияға әдістемені немесе аналитикалық міндет сипаттамасын жіберіңіз.
Таңдау және жеткізу: ceo@neochrom.asia.
Техникалық сұрақтар: Олексій Серіков, os@neochrom.asia.