Газовые хроматографы

Газовые хроматографы: универсальный инструмент анализа

Газовая хроматография — это современный физико-химический метод анализа. Позволяет с высокой селективностью разделять и идентифицировать летучие и полулетучие, устойчивые к повышению температуры (термостабильные) вещества. Газовый хроматограф — идеальный инструмент для качественного и количественного исследования образцов разного состава.

Газовая хроматография применяется для контроля производства и безопасности продуктов и полупродуктов во многих отраслях: в пищевой, нефтехимической, полимерной, фармацевтической промышленности, в производстве пластиков и лакокрасочных материалов. Газохроматографический анализ представляет собой также мощный инструмент контроля безопасности окружающей среды, широко применяется в криминалистике.

История хроматографического анализа

Основы разделения и анализа смесей веществ с использованием хроматографии были разработаны британским биохимиком Арчером Мартином в первой половине XX века. Работая над разделением аминокислот, он разработал метод распределительной хроматографии. Позже заложил основы газожидкостной хроматографии. За свои исследования в 1952 году, вместе с Ричардом Сингом, получил Нобелевскую премию по химии. 

Одной из первых коммерческое производство газовых хроматографов в США в 1955 году начала компания PerkinElmer, эксклюзивным дистрибьютором которой на территории Украины является SocTrade. 

Принцип газовой хроматографии

Метод разделения с помощью газовой хроматографии основан на адсорбции различных компонентов анализируемой смеси на границе раздела двух несмешиваемых фаз. Причем одна фаза подвижная — газ, другая неподвижная — сорбционный материал. Разделение происходит в процессе постоянного перераспределения вещества между подвижной и неподвижной фазами.

Для проведения анализа методом газовой хроматографии исследуемый образец переносят в аналитическую колонку, наполненную хроматографическим сорбентом. В колонку под давлением подают газ-носитель. Он обеспечивает перенос образца внутри колонки. Чаще всего газ химически инертен к сорбенту и пробе. В качестве газа-носителя используются азот, гелий, водород, аргон — это наиболее эффективные и удобные расходные материалы. Компоненты исследуемой смеси по-разному взаимодействуют с сорбентом и переносятся с разной скоростью газом-носителем внутри колонки. Спустя некоторое время происходит разделение смеси на индивидуальные компоненты, которые анализируются на выходе из колонки.

Современные сорбционные материалы обладают различной структурой и типом межмолекулярного взаимодействия. Специфические свойства сорбентов позволяют эффективно разделять многокомпонентные смеси газообразных, жидких и твердых органических соединений.

Приборы для газовой хроматографии

В области газовой хроматографии разработаны лабораторные и промышленные приборы — автоматические газовые хроматографы, которые позволяют разделять и анализировать сложные смеси веществ различных классов.

Современные газовые хроматографы — это интеллектуальные приборы, основанные на цифровых и компьютерных технологиях. Они обеспечивают высокую точность и пропускную способность, которые требуются аналитическим лабораториям.

Ключевые модули газового хроматографа:

• Автосамплер: система подготовки и ввода образца

Автосамплеры предназначены для предварительной подготовки и последующего ввода образца в газовый хроматограф. Бывают автоматические и полуавтоматические автодозаторы. В них происходит дериватизация, разбавление, ввод внутреннего стандарта и дозирование образца в инжектор или испаритель газового хроматографа.

• Инжектор для ввода пробы

Устройство служит для автоматического, воспроизводимого испарения и переноса образца в колонку газового хроматографа.

• Хроматографическая колонка

Разделяет введенный образец на составляющие компоненты перед системой детектирования.

• Детектор

Служит для качественного и количественного определения компонентов введенных смесей на выходе из колонки. Детектор может быть как разрушающего, так и неразрушающего типа. Детекторы бывают универсальными и селективными, предоставляют разную полезную информацию о детектируемом веществе для дальнейшей регистрации и обработки.

• Регистрация и обработка полученных данных

Для качественного и количественного определения компонентного состава на основе полученных данных используется мощное программное обеспечение с интеллектуальными алгоритмами.

Газовые хроматографы PerkinElmer

Компания PerkinElmer первой на американском рынке в 1955 году начала промышленное производство газовых хроматографов. С тех пор каждый год компания совершенствует оборудование, обеспечивая беспрецедентный уровень точности и надежности результатов аналитических исследований.

Среди актуальных инновационных разработок PerkinElmer: семейство газовых хроматографов Clarus и аналитические системы «под ключ» Arnel для отраслевых лабораторий на базе хроматографов Clarus. 

В 2017 году была представлена модернизированная линейка хроматографов — Clarus 590 и Clarus 690. Приборы предназначены для решения широкого спектра задач благодаря возможностям создания их различных конфигураций.

Специализированные анализаторы Arnel представляют собой готовые решения, собранные и протестированные на заводе производителя с учетом стандартов разных отраслей.

Torion T-9 GC/MS — мобильный газовый хроматограф с масс-детектором. Полностью автономный, один из самых компактных, быстрый, надежный и простой в использовании газовый хроматограф, предназначенный для качественного и количественного экспресс-анализа в полевых условиях. Torion T-9 применяется для анализа, в том числе следовых количеств, полулетучих и летучих органических соединений в образцах воздуха, воды и твердых матрицах. Используется для скрининга взрывчатых веществ, боевых отравляющих и опасных веществ, а также для контроля безопасности пищевых продуктов и промышленных изделий.

Оборудование обеспечивает высокий уровень точности и воспроизводимости результатов анализа, позволяет быстро проводить анализ и получать необходимые данные в полевых условиях.

Газовые хроматографы Falcon Analytical

Современные газовые хроматографы Falcon являются компактными и стрессоустойчивыми приборами для эффективного использования как в условиях стационарных и мобильных лабораторий, так и в полевых условиях. Простые и удобные в эксплуатации, анализаторы Falcon равнозначны или даже более совершенны с точки зрения потенциальных возможностей по сравнению со стационарными системами. Приборы Falcon имеют модульную конструкцию и могут использоваться под разные задачи.

Газовые хроматографы с времяпролетным масс-детектором Pegasus компании LECO (США)

Газовые хромато-масс-спектрометры Pegasus BT и Pegasus BT 4D открывают новые перспективы перед лабораториями. Приборы сочетают в себе уникальные возможности одномерной (двумерной) хроматографии и времяпролетной масс-спектрометрии (TOFMS). Анализаторы представляют собой мощный исследовательский инструмент с уникальным программным обеспечением. Позволяют эффективно разделять сложные, многокомпонентные смеси, недоступные для других методов, а также получать полный масс-спектр анализируемого вещества с его количественным определением даже при следовых количествах в исследуемом образце. 

Газовые хромато-масс-спектрометры Pegasus позволяют одновременно выполнять целевой и нецелевой анализ образцов. Приборы позволяют без снижения скорости и чувствительности одновременно проводить скрининг в режиме целевого поиска выбранных ионов, а также качественную идентификацию широкого спектра неизвестных примесей в многокомпонентных пробах.