tipovi i odabir kolona za gc/ms, instalacija i mogući problemi
TRANSCRIPT
![Page 1: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/1.jpg)
Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi
doc dr Nenad Vuković,Institut za hemiju,
Prirodno-matematički fakultet u Kragujevcu
![Page 2: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/2.jpg)
Tipovi kolona➢ Kolone su ‚‚srce‚‚ jednog gasnog hromatografa.
✓ Odabir odgovarajuće i fizički/fizičko-hemijski ispravne kolone ćedati dobre i reproduktivne rezultate kvalitativne i kvantitativneanalize
![Page 3: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/3.jpg)
Tipovi kolona➢ Pakovane kolone
➢ Open tubular kolone (kapilarne kolone)
![Page 4: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/4.jpg)
Kapilarne kolone➢ Na prvi pogled, kapilarna kolona predstavlja jednostavan sistem.
➢ Da li je to zapravo tako?
![Page 5: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/5.jpg)
Kapilarne kolone➢ Nije.
➢ Kapilarne kolone su mnogo više od jedne tanke cevčice, maloginternog prečnika.
![Page 6: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/6.jpg)
Kapilarne kolone➢ Od čega su sastavljene?
![Page 7: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/7.jpg)
Kapilarne kolone➢ Od čega su sastavljene?
✓ Staklene cevčice,
✓ Poliimidnog sloja,
✓ Stacionarne faze.
![Page 8: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/8.jpg)
Kapilarne kolone➢ Funkcija poliimidnog sloja.
❖ Popunjava sve šupljine na silikatnoj cevčici.
❖ Obezbeđuje pouzdanu i jaku vodootpornu barijeru.
❖ Obezbeđuje uvećanje odgovarajućih mehaničkih osobina (ne lomise staklena cev pri savijanju, itd.)
![Page 9: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/9.jpg)
Kapilarne kolone➢ Funkcija poliimidnog sloja.
❖ Svako oštećenje će rezultovati u umanjenju mehaničkih osobina.Na mestu gde je sloj skinut lako dolazi do pucanja kolone.
❖ Zbog starenja premaza, čak i kolone čije su hromatografskeosobine odlične, postaju krte, tj. postoji mogućnost pucanjasilikatne cevi.
❖ S obzirom da je spoljni sloj, tokom nekog perioda rada bojakolone se može promeniti (boja poliimidnog sloja). Kako je tospoljni sloj, ne utiče na hromatografske karakteristike kolone.
![Page 10: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/10.jpg)
Kapilarne kolone➢ Staklena kapilarna cev.
❖ Prave se od sintetičkog kvarca, sa manje od 1 ppm primesametala.
❖ Interni dijametar tokom pravljenja mora biti konstantan, aunutrašnjost dobro isprana i deaktivirana (na taj način seobezbeđuje hemijska uniformnost za stacionarnu fazu).
![Page 11: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/11.jpg)
Kapilarne kolone➢ Stacionarna faza.
❖ Razdvajanje komponenti prisutnih u analitu. Supstance se različitovežu za tanki sloj stacionarne faze.
❑ Interakcije sa molekulima analita su elektrostatske prirode:
➢ Van Der-Waals-ove veze
➢ London-ove veze
➢ Dipolne interakcije
➢ Dipol-indukovani dipol interakcije.
![Page 12: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/12.jpg)
Kapilarne kolone➢ Stacionarna faza.
❑ Interakcije sa molekulima analita su elektrostatske prirode:
➢ Van Der-Waals-ove veze
➢ London-ove veze
➢ Dipolne interakcije
➢ Dipol-indukovani dipol interakcije.
✓ Rezultat svega je uspostavljanje dinamičke ravnoteže izmedjugasne i tečne faze.
✓ Koeficijent raspodele ili particioni koeficijent. K=Ct/Cg
![Page 13: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/13.jpg)
Kapilarne kolone➢ Stacionarna faza.
![Page 14: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/14.jpg)
Kapilarne kolone➢ Postoje tri tipa kapilarnih kolona:
❑ WCOT,
❑ SCOT,
❑ PLOT
![Page 15: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/15.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
▪ Tečni polimerni film kojim je obložena unutrašnja strana staklenekapilare. (debljina tečnog sloja mora biti uniformna-reda veličine ~0.25 mm).
▪ Najčešće su u upotrebi.
![Page 16: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/16.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
▪ Uobičajene stacionarne faze su silikonski polimeri.
❑ Šta određuje separacione karakteristike?
![Page 17: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/17.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
❑ Šta određuje separacione karakteristike?
✓ Tip supstituenata i broj supstituenata na polisiloksanskom nizu.
O Si
R
RR=CH3 metilR=CH2CH2CH2CN cijanopropilR=CH2CH2CF3 trif luoropropilR=Ph fenil
n
![Page 18: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/18.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
❑ Šta određuje separacione karakteristike?
✓ Tip supstituenata i broj supstituenata na polisiloksanskom nizu.
▪ Primer: (5 % - fenil)-metil faza ima vezane dve fenil grupe na 2.5 %od ukupnog broja atoma silicijuma; na ostatak od 97.5 %silicijumovih atoma su vezane metil grupe.
![Page 19: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/19.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
❑ Šta određuje separacione karakteristike?
✓ Tip supstituenata i broj supstituenata na polisiloksanskom nizu.
✓ Jedna od često korišćenih polarnijih faza sadrži hemijski vezanemolekule polietilen glikola.
HO C C O H
H
H
H
Hn
![Page 20: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/20.jpg)
Kapilarne kolone➢ WCOT kapilarne kolone:
❑ Šta određuje separacione karakteristike?
✓ Carbowax 20M faza kao visoko polarna, daje izvanredneseparacione osobine.
✓ Nedostatak je strukturno oštećenje dejstvom kiseonika na višimtemperaturama (>100 °C).
HO C C O H
H
H
H
Hn
![Page 21: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/21.jpg)
Kapilarne kolone➢ SCOT kapilarne kolone:
✓ Čvrsta faza je vezana na unutrašnjost kvarcne kapilare, a prekonje prevučena tečna faza.
![Page 22: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/22.jpg)
Kapilarne kolone➢ PLOT kapilarne kolone:
✓ Čvrsta faza je polistiren, aluminijum oksid, molekulska sita.
![Page 23: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/23.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Veliki je problem sa tečnim filmom kao stacionarnom fazomzadržati neko vreme u kapilarnoj koloni!!!
✓ Donekle veoma tanak sloj tečne faze polidimetil siloksana (nprRtx-1 kolona kompanije RESTEK, ili analogna drugog proizvođača)donekle mogu ispuniti uslove retencije i selektivnosti.
![Page 24: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/24.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Donekle veoma tanak sloj tečne faze polidimetil siloksana (nprRtx-1 kolona kompanije RESTEK, ili analogna drugog proizvođačanpr. HP-1) donekle mogu ispuniti uslove retencije i selektivnosti.
Razdvajanje C1-C5 na 100% polydimethyl siloxane tečnoj
fazi; Kolona: Restek, 60m x 0.32mm Rtx-1, 5 μm;
Temperaturski program: 60 °C, hold 5 min; 60 °C - 175 °C,
10 °C /min.
![Page 25: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/25.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Šta negativno utiče na hromatografske rezultate kod ove kolone?
Kolona: Restek, 60m x 0.32mm Rtx-1, 5 μm; Temperaturski
program: 60 °C, hold 5 min; 60 °C - 175 °C, 10 °C /min.
![Page 26: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/26.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Šta negativno utiče na hromatografske rezultate kod ove kolone?
✓ Povećanjem debljine kapilarnog sloja povećava se transfer mase utečnu fazu, što za rezultat ima širenje pikova.
✓ Zato se i kolone sa debljinom tečne faze iznad 7 μm ne koriste!!!
Kolona: Restek, 60m x 0.32mm Rtx-1, 5 μm; Temperaturski
program: 60 °C, hold 5 min; 60 °C - 175 °C, 10 °C /min.
![Page 27: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/27.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Da li umesto particione hromatografije, adsorpciona može datibolje rezultate???
![Page 28: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/28.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Da li umesto particione hromatografije, adsorpciona može datibolje rezultate???
✓ Da.
![Page 29: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/29.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ U unutrašnjost staklene kapilare se postavlja porozna čvrstasupstanca od 5-50 mm.
![Page 30: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/30.jpg)
PLOT Kapilarne kolone➢ Situacija analize gasovitih supstanci,
✓ Dobre su za analizu i supstanci niskih tački ključanja.
![Page 31: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/31.jpg)
Kapilarne kolone➢ Većina navedenih faza se koristi sa konvencionalnim GC i GC/MS
sistemima.
➢ Ipak, zarad efikasnosti analize, poželjno je izabrati kapilarnukolonu čija stacionarna faza (tečni film) ima što je moguće manjiColumn Bleed, odnosno curenje kolone.
➢ Curenje kolone ne treba shvatati tragično-prirodan procesrazgradnje kolone na višim temperaturama.
➢ Većina proizvođača deklariše low column bleed na 310 °C, aliproces dizanja bazne linije ide često od 280 °C.
![Page 32: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/32.jpg)
Kapilarne koloneDizanje bazne linije kao posledica curenja kolone.
![Page 33: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/33.jpg)
Kapilarne kolone➢ Kako onda odabrati pravu kolonu?
✓ U saglasnosti sa hromatografskim uslovima, odabrati kolonu sanajmanjim curenjem-Agilent ima fenomenalne kolone,
✓ Ako prethodno nije moguće, uzeti kolonu niske polarnosti samanjom debljinom tankog filma (curenje se intezivira sauvećanjem polarnosti tečne faze, uvećanjem debljine sloja tečnefaze, ili ako je kolona duža),
✓ Ako je neophodno odvajanje nekih izomera, polarnija faza sekoristi.
![Page 34: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/34.jpg)
Instaliranje kapilarne kolone➢ Voditi računa da se celokupan proces instalacije radi u čistim
rukavicama-razlog kontaminacija početnog i krajnjeg dela kolone.
![Page 35: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/35.jpg)
Instaliranje kapilarne kolone➢ Instalirana kolona u GC/MS sistem.
![Page 36: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/36.jpg)
Instaliranje kapilarne kolone➢ Konektovanje kolone za Inlet.
✓ Odabrati odgovarajuće ferule i nut.Ferula, 0.4 mm id, 15% graphite/85%Vespel, 0.1 to
0.25 mm column. Preporučeno za MS detektore.
![Page 37: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/37.jpg)
Instaliranje kapilarne kolone➢ Konektovanje kolone za Inlet.
✓ Odabrati odgovarajuće ferule i nut.
![Page 38: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/38.jpg)
Instaliranje kapilarne kolone➢ Konektovanje kolone za MS.
![Page 39: Tipovi i odabir kolona za GC/MS, instalacija i mogući problemi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012420/61748814315c6c098f0f32a8/html5/thumbnails/39.jpg)
Oštećenje kapilarne kolone➢ Najveći neprijatelj kapilarne kolone je kiseonik.
➢ Na sobnoj temperaturi ne oštećuje tečni film.
➢ Na radnim temperaturama oštećuje kapilarni film.
✓ proveriti gasnu liniju,
✓ menjati septe.