Как работает газовый хроматограф

Хроматограф – это аналитический прибор для хроматографического разделения смеси веществ, анализа ее компонентов и свойств сложных смесей. В лабораторных исследованиях хроматография является эффективным методом оценки однородности вещества, а также позволяет разделить, идентифицировать вещества, близкие по свойствам.

Виды хроматографов

В зависимости от состояния подвижной фазы элюента (носителя), хроматографы делятся на газовые и жидкостные.

В газовых хроматографах в качестве элюента, как правило, используется инертный газ (азот, аргон, водород или гелий), а в жидкостных элюентом выступает жидкость (это может быть органический растворитель, вода или водный раствор).

Кроме стандартных хроматографов существуют хроматографические комплексы, как газовые, так и жидкостные, отличительной особенностью которых является возможность проводить хроматографический анализ с высоким разрешением и в сверхбыстром режиме.

Схематический принцип работы: в хроматографическую колонку, наполненную сорбентом, подается носитель (газ или жидкость). В результате процесса анализируемая смесь делится на бинарные смеси «носитель – компонент», которые анализируются с помощью детектора, который фиксирует изменения концентрации компонента вещества под воздействием определенных процессов. В газовых хроматографах используются детекторы ионизации, теплопроводности, пламенной-ионизации, а в жидкостных в качестве детектора применяется проточный рефрактометр, УФ-детектор,  детектор поглощения в ультрафиолетовой области и другие.

Область применения хроматографов

Благодаря таким особенностям хроматографов, как: высокая точность, экспрессность анализа, чувствительность, возможность сочетания с другими методами исследований, приборы нашли широкое применение в самых сложных сферах и экономически важных отраслях.

Хромографы незаменимы в исследованиях окружающей среды (определение наличия вредных веществ в воде, почве, воздухе), в нефтехимии (бензины, масла, керосин содержат сотни и тысячи соединений). Применяются  хроматографические исследования и в  фармацевтике (для анализа лекарственных препаратов, в том числе, и наркотических), а также в сельском хозяйстве, криминалистике и других областях.

Для наиболее точных и высокочувствительных хроматографических исследований рекомендуется использовать японское оборудование, в частности, продукцию компании Shimadzu, которая задала высокую качественную планку для других производителей. 

Основные элементы газового хроматографа и их назначение

Принцип действия газового хроматографа основан на разделении исследуемого образца на отдельные химические компоненты и определении их количества за счет изменения отдельных физических параметров при помощи детектора. Применение современных систем для хроматографического анализа обеспечивает высокую точность получаемых результатов.

Исследуемая проба подается в прибор через систему ввода. Движение анализируемого вещества обеспечивается за счет потока инертного газа-носителя, не оказывающего влияние на точность получаемых результатов.

Разделка проб (определение количества составляющих компонентов) осуществляется по следующей технологии:

• Смесь анализируемого вещества и газа носителя поступает в хроматографическую колонку, представляющую собой трубку, заполненную сорбентами различного типа. Для поддержания оптимального температурного режима, необходимого для взаимодействия химических веществ, колонка помещается в термостат. При прохождении смеси через устройство, происходит частичное поглощение отдельных компонентов применяемыми сорбентами. За счет этого удается разделить исходный поток на несколько составляющих, содержащих отдельные вещества.
• Полученные в результате хроматографического разделения компоненты поступают в детектор, который по изменению физических характеристик вещества позволяет определить количественное содержание того или иного элемента. К учету берут изменение теплопроводности смеси, величину возникающих ионизационных токов, давление и другие параметры, позволяющие определить концентрацию вещества.

Отличия современных газовых хроматографов

Применение в конструкции современных цифровых контроллеров и детекторов совместно с программным обеспечением обеспечивает высокую точность получаемых результатов. Новые конструктивные решения дают возможность существенно сократить срок выполнения анализа, что немаловажно при больших объемах исследований.

При выборе газового хроматографа обращайте внимание на следующие особенности аппарата:

• Устройства с несколькими детекторами обеспечивают получение более точного результата анализа за один стандартный цикл. Время разделки пробы сокращается на 20% и более.
• Применение универсальных детекторов упрощает конструкцию, что делает прибор более надежным и практичным. Хроматографы такого типа могут определять содержание в пробе целого комплекса компонентов. Стоимость таких приборов более выгодна.

Большое значение имеет установленное программное обеспечение. Именно от особенностей ПО зависит быстродействие и стоимость лабораторных исследований. Наиболее эффективны модели, совместимые с вычислительной техникой. Вывод получаемых данных на дисплей компьютера или ноутбука позволит контролировать процесс в режиме реального времени.