به این مطلب امتیاز دهید
[تعداد رای: 2 امتیاز: 4.5]

کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS)

کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS) یاGS-MAAS  روش تحلیلی است که با استفاده از ویژگی های کروماتوگرافی گاز و طیف سنجی جرمی، ترکیبات مختلف (مواد) یک نمونه آزمایشی شناسایی می شود. به بیانی دیگر GC-MS بر اساس این اصل کار می کند که مخلوط، هنگام گرم شدن به مواد مجزا و تشکیل دهنده تجزیه می شود.

این روش یکی از مهمترین و کاربردی ترین سیستم آنالیز دستگاهی است. اساس عملکرد این دستگاه بر پایه قدرت جدا سازی کروماتوگرافی گازی GC و قدرت شناسایی طیف سنج جرمی MS بنا شده است.

 

کاربردها

از دیگر کاربردهای دستگاه (روش) GC-MS می توان به تحلیل و شناسایی بقایای آتش سوزی، انفجار و مواد منفجره، پزشکی قانونی، آنالیز نمونه های زیست محیطی، شناسایی و تشخیص مواد مخدر اشاره کرد. در دهه 70 میلادی از این روش برای شناسایی و آنالیز نمونه های ناشناخته ای که از مریخ به زمین ارسال شده بود، استفاده می کرده اند.

 

کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS)

یکی از کاربردهای مهم و جالب GC-MS شناسایی و ردیابی عناصر در داخل مواد و ترکیبات مختلف است که در گذشته فقط به کمک تجزیه شیمیایی امکان پذیر بود، برای مثال کشف و شناسایی مواد مخدر در بسیاری از مرزها و گمرکات کشورهای مختلف با استفاده از همین روش انجام می شود.

.

ساختار کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS)

دستگاه GC-MS همان طور که از نام اش پیداست از دو بخش اصلی مجزا تشکیل شده است.

بخش اول-کروماتوگرافی گازی Gas Chromatography

بخش دوم طیف سنجی جرمی یا Mass Spectrometry

در بخش کروماتوگرافی گازی از یک ستون باریک (مویین) استفاده می شود که با توجه نوع  به مولکول ، جداسازی به ابعاد ستون (طول ، قطر ، ضخامت فیلم) و همچنین خصوصیات فاز بستگی دارد. از آنجایی که نمونه ها طول ستون را طی می کنند، تفاوت در خصوصیات شیمیایی بین مولکول های مختلف در یک مخلوط و نزدیکی نسبی آنها برای فاز ثابت ستون باعث جدایی مولکول ها می شود.

کروماتوگرافی گازی برای شناسایی، جداسازی و اندازه گیری مولکول های فرار با استفاده از حرارت کنترل شده استفاده می شود. بر این اساس مولکول هایی که دارای نقطه جوش پایینی هستند زودتر از مولکول ها با نقطه جوش بالاتر از ستون پایین می آیند.

مولکول ها در طی زمان احتباس در داخل ستون نگه داشته شده و در زمان های مختلف از ستون خارج می شوند. این زمان و فرآیند به طیف سنج جرمی که در پایین دست قرار دارد، اجازه می دهد تا مولکول های یونیزه شده را به طور جداگانه، بررسی، ردیابی، یونیزاسیون و … کند. طیف سنج جرمی (MS)  این کار را با شکستن تک تک مولکول در قطعات یونیزه شده و شناسایی این قطعات با استفاده از نسبت جرم به میزان بار انجام می دهد.

وقتی که دو دستگاه کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی در ترکیب با یگدیگر و بعنوان یک دستگاه واحد فعالیت کنند، شناسایی و آنالیز مواد بسیار دقیق تر از زمانی انجام می شود که این دو دستگاه بطور جداگانه فعالیت کنند. چرا که شناسایی یک مولکول یا ماده خاص به تنهایی توسط کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی قابل انجام نیست.

روش کار کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS)

مواد نمونه ابتدا تزریق شده و وارد بخش کروماتوگرافی گازی می شود، تفکیک و جداسازی مولکول های نمونه بر اساس میزان توزیع اجزای تشکیل دهنده بین فاز متحرک گازی و فاز ساکن جامد یا مایع صورت می‌گیرد.  با حرکت گاز حامل در ستون، نمونه ها ابتدا وارد بخش کروماتوگرافی گازی شده و به داخل ستون مویین وارد می شوند، سپس بر اساس نقطه جوش مولکولی شروع به پایین رفتن از ستون می کنند.

 

 

کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS)

مولکول ها در پایین دست، وارد منبع یونش که دارای خلا است شده و با کمک گرما به شکل گاز در می آیند. سپس مولکول ها گازی توسط جریان الکترونی بمباران شده و در یک میدان الکتریکی به آنها شتاب وارد می شود. مولکول های باردار شده بر اساس نسبت جرم به حجم توسط یک میدان مغناطیسی جدا سازی می شوند. در پایان مولکول ها و یون هایی که دارای نسبت جرم به بار معینی دارند در اثر برخورد با دستگاه طیف سنجی، شمارش می شوند.

کروماتوگرافی گاز جرمی (GC-MS) برای چه موادی استفاده می شود؟

 از آنجایی که هر دو بخش کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی بهم متصل بوده و تشکیل یک دستگاه واحد را می دهد، ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﯾﯽ که قابلیت تزریق به GC  دارند برای این دستگاه قابل استفاده است. مواد فرار مانند عصاره ها و اسانس های گیاهی که نقطه جوش پایینی دارند و همچنین ﺗﺮﮐﯿﺐاتی مانند حلال ها و محلول خاص فرار دیگری از جمله موادی هستند که می توان برای آنالیز آنها از دستگاه کروماتوگرافی گاز جرمی  (GC-MS) استفاده کرد. نمونه های ابتدایی این دستگاه 16 دقیقه زمان لازم داشتند تا آنالیز را انجام داده و داده ها به آشکارگر ارسال شود اما دستگاه های جدید تنها در 90 ثانیه نتیجه آنالیز را ارائه می کنند.