کروماتوگرافی گازی(GC)

دستگاه کروماتوگرافی گازی GC- خرید دستگاه GC

کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography یا GC) یکی از مهم‌ترین روش‌های دستگاهی در شیمی تجزیه برای جداسازی، شناسایی و اندازه‌گیری کمی ترکیبات موجود در مخلوط‌ها است. در این روش، اجزای نمونه پس از ورود به دستگاه و تبدیل شدن به فاز گازی، به کمک یک گاز حامل از داخل ستون کروماتوگرافی عبور می‌کنند. تفاوت برهم‌کنش ترکیبات با فاز ساکن ستون باعث می‌شود اجزای مختلف نمونه در زمان‌های متفاوت از ستون خارج شوند و به‌وسیله آشکارساز شناسایی شوند.

اگرچه نام این تکنیک «کروماتوگرافی گازی» است، نمونه مورد بررسی الزاماً گاز نیست. بسیاری از نمونه‌های مورد استفاده در GC به صورت مایع هستند و پیش از ورود به ستون در محفظه تزریق تبخیر می‌شوند. شرط مهم برای آنالیز یک ترکیب با GC این است که بتواند در شرایط کاری دستگاه تبخیر شود و بدون تجزیه حرارتی قابل توجه از سیستم عبور کند.

اجزای اصلی دستگاه GC

1. گاز حامل

گاز حامل وظیفه انتقال نمونه از محل تزریق به داخل ستون را بر عهده دارد. هلیوم، هیدروژن و نیتروژن از گازهای مورد استفاده در سیستم‌های GC هستند. انتخاب گاز حامل و کنترل دقیق جریان و فشار آن می‌تواند بر عملکرد جداسازی و کیفیت نتایج تأثیر داشته باشد.

2. سیستم تزریق نمونه

سیستم تزریق، نمونه را با شرایط کنترل‌شده وارد جریان گاز حامل می‌کند. یکی از رایج‌ترین پیکربندی‌ها، Split/Splitless است. در حالت Split تنها بخشی از نمونه تبخیرشده وارد ستون می‌شود، در حالی که در حالت Splitless سهم بیشتری از نمونه به ستون منتقل می‌شود و می‌تواند برای آنالیزهای با غلظت پایین کاربرد داشته باشد. از انواع دیگر سیستم‌های تزریق می‌توان به PTV، Cool On-Column و Multimode Inlet اشاره کرد.

3. ستون کروماتوگرافی

ستون یکی از مهم‌ترین بخش‌های دستگاه GC است، زیرا فرآیند اصلی جداسازی در آن اتفاق می‌افتد. ستون‌های GC به دو گروه کلی ستون‌های پرشده (Packed) و ستون‌های موئینه (Capillary) تقسیم می‌شوند. در ستون‌های موئینه، یک لایه نازک از فاز ساکن روی سطح داخلی لوله قرار گرفته است و ترکیبات نمونه بر اساس میزان برهم‌کنش با این فاز از یکدیگر جدا می‌شوند.

انتخاب ستون مناسب به نوع ترکیبات، قطبیت نمونه، محدوده دمایی، هدف آنالیز و سطح جداسازی مورد نیاز بستگی دارد. بنابراین نمی‌توان یک ستون واحد را برای تمام کاربردهای GC مناسب دانست.

4. آون

آون وظیفه کنترل دمای ستون را بر عهده دارد. در بسیاری از روش‌های GC، دما در طول زمان افزایش داده می‌شود که به آن Temperature Programming گفته می‌شود. کنترل مناسب دمای آون می‌تواند برای بهبود جداسازی ترکیباتی که ویژگی‌های مشابهی دارند اهمیت زیادی داشته باشد.

5. آشکارساز

پس از جداسازی ترکیبات در ستون، آن‌ها به آشکارساز می‌رسند. آشکارساز حضور ترکیبات خارج‌شده از ستون را تشخیص داده و پاسخ آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. نرم‌افزار دستگاه این سیگنال را پردازش کرده و به صورت کروماتوگرام نمایش می‌دهد.

نوع آشکارساز GC باید متناسب با ترکیبات مورد نظر و هدف آنالیز انتخاب شود. از آشکارسازهای متداول در کروماتوگرافی گازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • FID – Flame Ionization Detector: آشکارساز یونش شعله‌ای که به‌طور گسترده برای ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • TCD – Thermal Conductivity Detector: آشکارساز هدایت حرارتی که کاربرد عمومی‌تری دارد و می‌تواند برای طیف وسیعی از ترکیبات استفاده شود.
  • ECD – Electron Capture Detector: آشکارسازی با حساسیت بالا برای برخی ترکیبات خاص، از جمله بسیاری از ترکیبات دارای عناصر الکترونگاتیو.
  • NPD – Nitrogen Phosphorus Detector: آشکارساز انتخابی برای ترکیبات حاوی نیتروژن و فسفر.
  • MS – Mass Spectrometer: در سیستم‌های GC-MS، طیف‌سنج جرمی پس از جداسازی GC، ترکیبات را بر اساس نسبت جرم به بار یون‌ها بررسی می‌کند و اطلاعات ساختاری و شناسایی بسیار ارزشمندی فراهم می‌کند.

انتخاب و خرید دستگاه GC

انتخاب دستگاه GC باید بر اساس نوع نمونه، ترکیبات هدف، محدوده غلظت، نوع آنالیز، آشکارساز مورد نیاز، ستون مناسب و تعداد نمونه‌های مورد بررسی انجام شود. پیش از خرید دستگاه GC بهتر است مشخص شود که هدف اصلی آزمایشگاه، آنالیز روتین، کنترل کیفیت، تحقیق و توسعه، شناسایی ترکیبات یا اندازه‌گیری ترکیبات در غلظت‌های بسیار پایین است.

همچنین در انتخاب دستگاه باید به قابلیت‌های سیستم تزریق، محدوده دمایی آون، کنترل جریان گاز، نوع و حساسیت آشکارساز، امکان استفاده از اتوسمپلر و در صورت نیاز قابلیت اتصال به طیف‌سنج جرمی توجه کرد.

بنابراین فروش دستگاه GC صرفاً بر اساس نام برند یا تعداد امکانات انجام نمی‌شود؛ بلکه پیکربندی دستگاه باید با روش آنالیز و نیاز واقعی آزمایشگاه مطابقت داشته باشد.

قیمت دستگاه GC به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت دستگاه GC عدد ثابتی نیست و به مشخصات فنی و پیکربندی سیستم بستگی دارد. نوع دستگاه، برند و مدل، نوع آشکارساز، سیستم تزریق، اتوسمپلر، نوع ستون، تجهیزات جانبی، نو یا کارکرده بودن دستگاه و در صورت استفاده از GC-MS، نوع و مشخصات طیف‌سنج جرمی، همگی می‌توانند بر قیمت نهایی تأثیرگذار باشند.

برای مثال، یک GC مجهز به FID برای آنالیزهای روتین با یک سیستم GC-MS که برای شناسایی ترکیبات ناشناخته استفاده می‌شود، از نظر ساختار و هزینه سرمایه‌گذاری یکسان نیست. بنابراین هنگام بررسی قیمت دستگاه GC بهتر است ابتدا نیاز آزمایشگاه و پیکربندی مورد نیاز مشخص شود و سپس تجهیزات مختلف با یکدیگر مقایسه شوند.

برای دریافت اطلاعات فنی و استعلام قیمت دستگاه GC متناسب با کاربرد مورد نظر، می‌توانید مشخصات نمونه‌ها و نوع آنالیز خود را با کارشناسان نانوابزار مطرح کنید تا پیکربندی مناسب دستگاه پیشنهاد شود.

تعمیر دستگاه GC و خدمات فنی

عملکرد صحیح کروماتوگراف گازی به هماهنگی دقیق میان سیستم گاز، تزریق، ستون، کنترل دما، آشکارساز و سیستم الکترونیکی و نرم‌افزاری وابسته است. بنابراین بروز مشکل در هر یک از این بخش‌ها می‌تواند بر کیفیت کروماتوگرام و دقت نتایج تأثیر بگذارد.

تعمیر دستگاه GC می‌تواند شامل عیب‌یابی سیستم تزریق، بررسی نشتی‌های گاز، کنترل فشار و جریان، بررسی وضعیت ستون و اتصالات، رفع مشکلات مربوط به آون و کنترل دما، بررسی عملکرد آشکارساز و ارزیابی سیستم‌های الکترونیکی و نرم‌افزاری باشد.

برخی مشکلات رایج مانند افزایش نویز، تغییر خط پایه، کاهش حساسیت، شکل نامناسب پیک‌ها، افزایش زمان بازداری یا جابه‌جایی زمان بازداری همیشه به معنای خرابی یک قطعه مشخص نیستند و ممکن است از عواملی مانند وضعیت ستون، نشتی، گاز حامل، شرایط تزریق یا تنظیمات دمایی ناشی شوند. به همین دلیل، عیب‌یابی اصولی دستگاه GC باید به صورت مرحله‌ای و بر اساس علائم مشاهده‌شده در کروماتوگرام و شرایط کاری دستگاه انجام شود.

در صورت نیاز به تعمیر دستگاه GC، سرویس، عیب‌یابی و تأمین قطعات و لوازم مصرفی، بررسی مدل دستگاه و نوع آشکارساز اهمیت زیادی دارد؛ زیرا روش تعمیر و قطعات مورد نیاز در مدل‌ها و پیکربندی‌های مختلف می‌تواند متفاوت باشد.

شرکت نانوابزار با ارائه خدمات تخصصی تعمیر و سرویس دستگاه GC می‌تواند در زمینه عیب‌یابی، سرویس دوره‌ای، بررسی عملکرد دستگاه و رفع مشکلات فنی تجهیزات کروماتوگرافی گازی در کنار آزمایشگاه‌ها باشد. فرآیند عیب‌یابی با بررسی علائم دستگاه و شرایط کاری آن انجام می‌شود تا علت مشکل، پیش از تعویض یا تعمیر قطعات، به شکل دقیق مشخص شود.