Газовые хроматографы: устройство и принцип работы

Газовый хроматограф – это устройство, которое предназначено для проведения анализа газовых веществ с их разложением на конкретные компоненты. Только после этого можно выполнить качественный или количественный анализ вещества. Такие аппараты используют в хроматографических методах исследования различных веществ. Они могут использоваться в различных отраслях: от медицины и фармацевтики до добывающей промышленности. Везде, где есть работа с веществами, хроматограф может помочь в исследовании.

Из чего состоит газовый хроматограф?

Газовый хроматограф Thermo Fisher Scientific Trace 1300 GC. Изображение использовано с сайта https://alt.ua/catalog/gazovaya-hromatografiya

Структура газового хроматографа довольно сложная, т.к. процесс разложения вещества и его анализ требует множества шагов. Для каждого из них предусмотрен свой “отсек”.

Аппарат имеет следующую структуру:

управляемый источника газа, который является подвижной фазой (подается из баллона, в котором есть сжатый газ);
регулятор, который отвечает за процент выпущенного газа-носителя и обеспечивает нужный уровень давления;
часть аппарата, через которую вводится небольшое количество образца;
хроматографическая колонка, непосредственно в которой возникает процесс разобщения цельной смеси веществ на моно составляющие;
анализаторы, при помощи которой происходит определение числа конкретного вещества в смеси;
электронный усилитель, который необходим, чтобы усилить электросигнал.

Как работает прибор?

Основная особенность функционирования аппарата заключается в распределении компонентов газовой смеси между подвижной и неподвижными фазами. Пар или газ обычно является подвижной фазой. Это может быть водород, азот или гелий. Неподвижная фаза представляет собой твердое тело или жидкое вещество.

Процесс выполнения анализа любого вещества выглядит таким образом:

В устройство ввода поступает небольшой процент материала для анализа. Это делается с использованием специального дозатора. В отсеке испаряются жидкие компоненты, которые в виде пара поступают в колонку.
Выполняется разделение материала на различные компоненты. При этом между фазами происходит процедура сорбции-десорбции.
В детектор перемещаются уже разделенные части вещества и газа носителя. В этом отделе регистрируются вещества, отличающиеся от газа-носителя.
Далее детектор подает электросигнала, регистрация которого происходит при помощи программного обеспечения.
Процесс создания хроматограммы. Происходит составление графика регистратором, в котором показывается зависимость сигнала от времени.

Чтобы исследования прошло максимально эффективно и информативно, анализируемое вещество должно иметь такие свойства как летучесть, инертность, стабильность к нагреванию, молекулярную массу не более четырехсот единиц.

Газовым хроматографом возможно исследовать состав различных продуктов горения или воздуха в помещении, проводить качественный и количественный анализ аптечных препаратов.

29 червень 2021р.