GC Instrument. Headspace teknikk Alkoholer. Anita Skogholt Kromatografi og massespektrometri, Trondheim Mai 2018.

Transkript

1 GC Instrument Headspace teknikk Alkoholer Anita Skogholt Kromatografi og massespektrometri, Trondheim Mai GC FID og GCISQ 2 1

2 Introduksjon GC= Gasskromatografi GC Instrument Prøvens gang i instrumentet Split/Splitless injektorer Kapillær kolonne Detektor moduler Headspace teknikk Metodeapplikasjon: Alkoholer 3 GC = Gasskromatografi GC= GLC= Gass væske kromatografi En analysemetode som er basert på at analyttene i et prøvemateriale blir separert ved hjelp av en mobilfase og en stasjonær fase. Mobilfase: Inerte gasser, for eksempel : He, Ar, N, H Stasjonær fase: Væskefase dekker innsiden av kapillærkolonne. 4 2

3 GC = Gasskromatografi 5 GC Instrument Mobilfase: He Forbrenningsgass: H+ teknisk luft Make up gass: N Autosampler/ Triplus RSH Flamme Ionisasjons Detektor (FID) Injektor GC Ovn m/ kapillærkolonne 6 3

4 Prøvens gang i instrumentet Prøvematerialet i headspace glass Inkubator Prøvematerialet injiseres i en injektor GC ovn m/ Analytisk kolonne Flammeionisasjonsdetektor (FID) Kromatografi (PC med softwareprogram) 7 Prøvens gang i instrumentet Chromeleon software program 8 4

5 Introduksjon GC= Gasskromatografi GC Instrument Prøvens gang i instrumentet Split/Splitless injektorer Kapillær kolonne Detektor moduler Headspace teknikk Metodeapplikasjon: Alkoholer 9 Split/Splitless Injektor SSL= Split/ splitless Split mode: Prøvematerialet «splittes opp» i injektoren Split ratio på 1:100,vil si at1 % av prøvematerialet blir sluppet inn på kolonnen Resten går ut via «split outlet» ventilen Splitless mode: % av prøvematerialet vil bli lastet inn på kolonnen Dvs. at «split outlet» ventilen er lukket 10 5

6 Split/Splitless Injektor 11 Kapillær kolonne Langt tynt rør laget av silika partikler Innsiden er dekt med en tynn film (= væskefase) som består av kjemiske forbindelser Forsterket med en hinne av polymid WCOT= Wall coated open tubular column 12 6

7 Kapillær kolonner Andre oppbygninger av kapillær kolonner: WCOT PLOT SCOT 13 Analytt eksempler: Upolare kolonner: Cannabis GHB LSD Kapillær kolonne kolonne eksempler: Upolare kolonner: HP5MS 30m x 0,.250 mm x 0,250 um DB5MS 15m x 0.53mm x 1,50um Polare kolonner: Etylenglykol Fettsyrer (omega 3, omega 6) Applikasjonsspesifikke kolonner: Metanol Etanol Isopropanol Aceton Polare kolonner: DB WAX 30 m x 0.25 mmr x 0.25 um omegawax 100: 15m x 0.10mm x 0.10 um Applikasjonsspesifikke kolonner: Rtx BAC plus 1: 30m x 0,32mm ID x 1,80um Rtx BAC plus 2: 30m x 0.53 mm x 3,0um 14 7

8 Detektor moduler FID = Flamme ionisasjonsdetektor Andre detektorer som kan kobles til en GC: TCD= varmeledende detektor NPD= nitrogen fosfat detektor MS detektor= massespektrometer detektor 15 Detektor moduler Hvordan fungerer en FID? Prøvematerialet er i gassform Separeres i kapillærkolonnen Introduseres til FID en Forbrennes i hydrogen/luft flamme (pyrolysert) Hydrokarboner i prøven produserer ioner og elektroner når de blir brent Ionene blir så detektert ved hjelp av en metallkollektor som er koblet til en DC spenning. Antall ioner over tid blir så definert til et kromatografi 16 8

9 Detektor moduler FID = Flamme ionisasjonsdetektor 17 Introduksjon GC= Gasskromatografi GC Instrument Prøvens gang i instrumentet Split/Splitless injektorer Kapillær kolonne Detektor moduler Headspace teknikk Metodeapplikasjon: Alkoholer 18 9

10 Headspace teknikk Prøvepreparering Prøvematerialet og internstandard tilsettes i headspace glass Oppvarmes i inkubator i en bestemt tid Oppnådd gasslikevekt Gassfasen over væskefasen i prøvematerialet blir så injisert i injektoren Benytter en sprøyte som er temperatur kontrollert 19 Headspace teknikk Temperatur og trykk følger hverandre: Tilstandsligningen for idealgass: pv= nrt T= absolutt temperatur (T= t+ 273,15) p= trykket V= volum n= antall mol gass R= universielle gasskonstanten Fordeler m/ Headspace: Analyttene er flyktige Enkel prøvepreparering Temperatur kontrollert ved bruk av inkubator Teknikken kan lett automatiseres Prøvemateriale i gassfasen er renere enn i væskefase 20 10

11 Metodeapplikasjon: Alkoholer Analytt: Metanol Etanol Isopropanol Aceton MW: 32,04186 g/mol 46,0419 g/mol 60,1 g/mol 58,08 g/mol Kokepkt: 64,7 C 78 C 82,6 C 56 C 21 Metodeapplikasjon: Alkoholer Utføres på GC FID m/ Headspace teknikk: Analytisk Kolonne: Rtx BAC plus 1 (30m x 0.32mm x 1.80µm), Restek Sprøyte: 2.5mL FN GT, Thermo Inlet liner, split: 1mm x 6.3 x 78.5, Restek Inkubator temperatur: 50 C Sprøyte temperatur 120 C Injeksjonsvolum: 1,0 ml Injeksjonsvolum temperatur: 250 C Ovns temperatur: 45 C Prøvepreparering: Internstandard Prøvemateriale Direkte i headspace glass 22 11

12 Analytt: Konsentrasjon: Metanol 80,0 mm Etanol 80,0 mm Isopropanol 24,0 mm Aceton 24,0 mm 1 propanol Internstandard Metodeapplikasjon: Alkoholer 23 Metodeapplikasjon: Alkoholer Artikkel: Metanolforgiftningene i , Lars Slørdal, Anita Skogholt, Kjell Aarstad, Christian L. Ellingsen, Marianne B. Brekke, Olav A. Haugen