Sắc ký khí (GC) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ và được sử dụng rộng rãi, nguyên tắc cốt lõi của nó là sử dụng sự khác biệt trong hệ số phân phối của các chất khác nhau giữa "pha chảy" và "pha cố định" để đạt được sự tách biệt và phát hiện hiệu quả các hỗn hợp phức tạp.
Cơ chế tách lõi: Phân phối và di chuyển vi sai
Toàn bộ quá trình tách được thực hiện trong một cột sắc ký được trang bị một pha cố định. Các mẫu bị bốc hơi được mang vào cột sắc ký bằng khí mang trơ (pha chảy). Các thành phần trong mẫu sẽ liên tục hòa tan-giải quyết (sắc ký khí lỏng) hoặc hấp phụ-giải phụ (sắc ký khí rắn) giữa khí mang và pha cố định. Do các tính chất vật lý và hóa học của các thành phần khác nhau (ví dụ: điểm sôi, cực), chúng khác với sức mạnh và sức mạnh của các lực tương tác của pha cố định. Các thành phần của lực mạnh giữ lâu trong pha cố định và di chuyển chậm trong cột; Ngược lại, các thành phần có lực tác dụng yếu di chuyển với tốc độ nhanh. Sau một cột sắc ký đủ dài, sự khác biệt nhỏ này liên tục được khuếch đại, cuối cùng dẫn đến các thành phần rời khỏi cột sắc ký theo thứ tự để đạt được sự tách biệt.
Chìa khóa cho hệ thống tách: cột sắc ký
Cột sắc ký là "trái tim" của GC. Các bức tường bên trong của cột mao mạch hiện đại được phủ một màng lỏng pha cố định cực mỏng, cung cấp số lượng tấm tháp lý thuyết và hiệu quả tách. Các tính chất của pha cố định (ví dụ: phân cực, độ dày màng) trực tiếp xác định tính chọn lọc và khả năng tách của cột sắc ký.
Công nghệ phát hiện: Chuyển đổi tín hiệu thành thông tin
Các thành phần chảy ra từ cột sắc ký đi vào máy dò và các đặc tính vật lý hoặc hóa học của nó được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Các máy dò khác nhau có nguyên tắc khác nhau:
Máy dò ion hóa ngọn lửa hydro (FID): Các chất hữu cơ được đốt cháy trong ngọn lửa hydro để tạo ra các ion, có phản ứng loại khối lượng, linh hoạt và là máy dò ứng dụng.
Máy dò dẫn nhiệt (TCD): Dựa trên sự khác biệt về độ dẫn nhiệt của thành phần và khí mang, thuộc loại máy dò phổ quát tập trung, đáp ứng với tất cả các chất.
Máy dò bắt điện tử (ECD): cực kỳ nhạy cảm với các hợp chất có chứa các nguyên tử âm điện như halogen và có tính chọn lọc cao.
Máy dò phổ khối (MSD): Không chỉ cung cấp tín hiệu phản hồi mà còn "đập vỡ" các phân tử, cung cấp thông tin ion phân mảnh để xác định định tính và là máy dò mạnh mẽ.
Kết hợp với nhau, sắc ký khí đạt được phân tích định tính và định lượng nhanh chóng, hiệu quả và chính xác của hỗn hợp phức tạp thông qua sự phối hợp của hai công nghệ cốt lõi là "phân phối và tách" và "phát hiện nhạy cảm".