Analytische Chemie

(1)

07–11– 2007 Zhang, Xiangyang 1

Analytische Chemie

für Biologie Pharmazie Bewegungs- wissenschaften und Sport

Teil Chromatographische und Elektrophoretische Trennverfahren

Gaschromatographie (2)

529-1041-00 G HS2007

http://www.analytik.ethz.ch/vorlesungen/biopharm.html

Erster Schritt

Eigenschaften der Analyten:

!

Polarität, Siedpunkt, und Stabilität

Säulentypen:

!

Gepackte Säule oder Kapillarsäule (analytisch oder präparativ)

Säulenparameter:

!

Innere Durchmesser, Säulenlänge, Partekelgrösse und Porösität

!

Polarität der Film und Filmdicke

Trägergase

!

Flussgeschwindigkeit

Temperatur-Programm

(2)

Analytmoleküle

"

Analysenzweck:

!

Qualitativ / Quantitativ

"

Thermoempfindlich:

!

LC // HPLC

"

Zu polar und zu hohe Siedpunkt (wenig flüchtig)

!

HPLC oder derivatisieren

"

Chemische reaktiv zur stationären Phase

!

Oder Zersetzungsprodukte: reaktiv zur stationären Phase

"

Thermostabil bei GC, aber problematisch bei Detektion

(Fragmentation)

Wahl einer Säule

Säulentypen

Innere Durchmesser, Länge und Kapazität Stationäre Phase: polarität und Filmdicke

Kurze Retentionszeit

Hohe Auflösung

Gaussförmig Peaksform

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Gepackte / Kapillar-säule

Bodenzahl

Kapazität

GSC/GLC 20%

Gasanalyse

GLC

Polysiloxan

Polyethyleneglykol

Trennung auf Aluminiumoxid-Säule (GSC)

Verunreinigungen in Propen 50-m, 0.53 mm, 40°C (3min) 10°C/min, 120°C (5min) FID als Detektor

He 37.5 cm/s, Splitinjektion Schlecht bei Kieselgel

(4)

Gepackte Säule vs Kapillarsäule

Vergleich der Trennung auf einer gepackten Säule

(i) (2 m Länge, 3 mm ID), einer wide bore Kapillarfilmsäule (ii) (10 m Länge, 0,53 mm ID, Filmdicke 2 µm) und

(iii) einer “Standard”-Kapillardünnfilmsäule (rechts) (25 m Länge, 0,25 mm ID, Filmdicke 0,25 µm)

Innerer Säulendurchmesser

?

(5)

Bodenhöhe vs u / Säulendurchmesser ID

Auflösung R vs Säulendurchmesser

ID 0.1 mm R = 4.00

ID 0.25 mm R = 1.63

(6)

Säulenlänge

50-m 25-m

12-m 5-m 2.5-m

(a) n-nonane (b) 2-octanone (c) n-decane (d) 1-octanol (e) 2,6-dimethylphenol (f) n-undecane

(g) 2,4-dimethylanaline (h) naphthalene (i) n-dodecane.

! "

(0.25-mm i.d., 0.25-µm dimethylpolysilicone)

Auflösung R vs Filmdicke d _f

Je dicker der Film, desto besser die Auflösung, t_R länger

d_f

= 0.25 !m

R = 3.14

d_f

= 0.50 !m

R = 3.60

d_f

= 1.0 !m

R = 4.95

(7)

P0larität der Säulen

1 – p-Xylen 2 – m-Xylen 3 – Decan 4 – Undecan

unpolare 100% Poly- (dimethylsiloxan)phase

polare Polyethyl- eneglykolphase

Si CH₃ CH₃

O n

Si O

n

Polarität: Säulen vs Analyten

Polysiloxane 100% dimethyl-

alkaloids, amines, drugs, FAME, hydrocarbons, petroleum products, phenols, ethanol, essential oils solvents, PCBs, simulated distillation, waxes, general purposes

5% diphenyl- 95% dimethyl-

alcohols, alkaloids, aromatic hydrocarbons, drugs, FAMEs, flavors, fuels, halogenates, herbicides, pesticides, petroleum products, solvents, waxes, general purposes

50% dimethyl- 50% diphenyl-

alcohols, drugs, herbicides, pesticides, phenols, steroids, antidepressants, suga r s

14% cyanopropylphenyl- 86% dimethyl-

alcohols, pesticides, herbicides, aroclors, PAHs, phenols, steroids, alcohol acetates, drugs, fragrances, pesticides

50% cyanopropylmethyl- 50% diphenyl-

carbohydrates, FAME,

trifluoropropyl- drugs, environmental samples, ketones,

(8)

Lineargeschwindigkeit Trägergas (1)

11 cm/s 30 cm/s

A = n-nonane, B = n-decane, C = 1-octanol, D = n-undecane, E = 2, 6-dimethylphenol, F = 2, 4-dimethylaniline, G = n-dodecane, H = naphthalene

Column: 25-m " 0.53-mm-i.d. 3-µm film thickness 5% phenylmethylsilicone, He carrier at 125°C, inlet at 200!!; flame ionization detector at 200°C

" !

Lineargeschwindigkeit Trägergas (2)

53 cm/s 105 cm/s

Column: 25-m " 0.53-mm-i.d. 3-µm film thickness 5% phenylmethylsilicone, He carrier at 125°C, inlet at 200!!; flame ionization detector at 200°C

! "

(9)

Isothermes T-Programm

90°C 100°C

110°C 120°C

A = n-nonane; B = n-decane; C = 1-octanol;

D = n-undecane; E = 2, 6-DMP; F = 2, 4- DMA; G = naphthalene; H = n-dodecane

! "

!

"

Programmierte T-Gradienten (1)

"

(10)

Programmierte T-Gradienten (2)

8.0°C/min 16°C/min

! "

Zusammenfassung

k N

Säulenparameter

und Bedingung Kapazität Geschwindigkeit

R

! ! !

L ! ! " !

" ! "

ID ! ! " "

! ! "

d

_f

! ! " ! "

" ! !

T ! ! !

" !

! ! ^opt

u ! ! ! _opt

(11)

Probenmenge & Injektionstechnik

1% Gewicht in Lösung; 1!l einzuspritzen

Problem ???

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein / Schlechtes Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

(12)

Fehlerbehebung – Kein / Schlecht Signal

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

Septum

Interface-T

Nur Basislinie sichtbar:

1. Filament verbrannt 2. Säulenblockieren

3. Anschlussleak

Kontamination

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

1. Zu viel Probemenge eingespritzen 2. Substanzen mit zu hohem

Siedtemperatur 3. Zu polare Substanzen

Kontaminierung am Septum, Liner und Säulenanfang

#

Septum wechseln

#

Liner reinigen

#

Säulen abschneiden

(13)

Probenüberlastung

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

Säulenermüdung

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

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Säulenblüten

!

GC/Detektor Kontrollieren

!

Kein Signal

!

Alte Peaks

!

Schlecht Peakform

!

Säulenblüten

Nach langer Einsatz und unter zu hohem Säulentemperatur

Jetzt können Sie sie Erledigen!!!

1. Isobutan 2. n-Butan 3. Isopentan 4. n-Pentan

13. 2,2,4-Trimethylpentan 14. n-Heptan

15. 2,5-Dimethylhexan 16. 2,4-Dimethylhexan

17. 2,3,4-Trimethylpentan 18. Toluene

19. 2,3-Dimethylhexan 20. Ethylbenzen 21. m-Xylen 22. p-Xylen 23. o-Xylen

5. 2,3-Dimethylbutan 6. 2-Methylpentan 7. 3-Methylpentan 8. n-Hexan

9. 2,4-Dimethylpentan 10. Benzen

11. 2-Methylhexan 12. 3-Methylhexan

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