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Gaschromatographie (GC)

Gaschromatographiesäule (GC)

Die Gaschromatographie (GC) ist eine häufig verwendete Analysentechnik, die zur Trennung und Analyse flüchtiger und halbflüchtiger Verbindungen in einem Gemisch verwendet wird. Die GC ist eine beliebte Analysentechnik, da sie außergewöhnlich hohes Auflösungsvermögen mit Schnelligkeit und Empfindlichkeit kombiniert. Sie wird in vielen Industriezweigen wie der Umwelt-, Mineralöl-, Chemie-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der pharmazeutischen Industrie eingesetzt.

Wie andere Verfahren der Chromatographie hat auch die GC eine stationäre Phase und eine mobile Phase. Bei der GC ist die mobile Phase ein Inertgas, in der Regel Helium oder Stickstoff, die stationäre Phase ist entweder ein festes Adsorptionsmittel, genannt Gas-Feststoff-Chromatographie (GSC), oder eine auf einem inerten Träger adsorbierte Flüssigkeit, genannt Gas-Flüssigkeits-Chromatographie (GLC oder einfach GC).


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Wie funktioniert die Gaschromatographie?

Nach der Probenentnahme und -vorbereitung werden die Zielanalyten innerhalb der Säule getrennt, danach misst ein Detektor die Menge der Komponenten, die die Säule verlassen. In der GC wird ein Analyt in die Probennahmeöffnung des Geräts injiziert und gelangt in einen Ofen, wo er verdampft wird. Die verdampfte Probe wird mit dem Strom eines Inertgases, das die mobile Phase bildet, durch eine Chromatographiesäule transportiert. Die Verbindungen in der Probe verteilen sich zwischen der stationären Phase der Säule und dem Trägergas. Die Stärke der Interaktion zwischen Probenkomponenten und stationärer Phase bestimmt die Retentionszeit eines Analyten. Am Säulenausgang wird durch einen Detektor (MS oder Nicht-MS) ein Signal ausgegeben, wenn die Komponenten passieren. Ein Chromatogramm ist das Ergebnis einer GC-Trennung.

Zur Messung der Konzentration einer Testprobe wird eine Standardprobe mit bekannter Konzentration in das GC-Gerät injiziert. Die Peak-Retentionszeit und -fläche des Standards werden mit den Ergebnissen der Testprobe verglichen, um die unbekannte Konzentration zu bestimmen. In der GC werden üblicherweise externe und interne Standards verwendet, um eine zuverlässige Quantifizierung der Testprobe sicherzustellen. Wenn bekannte Standards getrennt von der eigentlichen Zielprobe durchgeführt werden und die Reaktion mit der Probe in einem weiteren Chromatogramm verglichen wird, spricht man von einem externen Standard. Wenn der Standard zur Probe hinzugefügt und gleichzeitig analysiert wird, wird er als interner Standard bezeichnet.

Probenentnahme und Vorbereitung für die GC-Analyse

Viele Proben können mittels GC analysiert werden, solange die Verbindungen entsprechend flüchtig (verdampfbar) und dennoch thermisch stabil sind (nicht bei hohen Temperaturen abgebaut werden). Proben können aus festen, flüssigen oder gasförmigen Materialien entnommen werden. Bei der Vorbereitung von Proben für die GC ist es wichtig, die Probenkomplexität zu minimieren, da die Qualität der Probe die Genauigkeit und Präzision der endgültigen chromatographischen Ergebnisse beeinflusst. Es steht eine Vielzahl matrixspezifischer Probenvorbereitungstechniken zur Verfügung, um die Isolierung und Aufkonzentration von Analyten vor der GC-Analyse zu unterstützen.

Auswahl einer GC-Säule

Die GC-Säule ist das Herzstück eines GC-Systems, in dem die chromatographische Trennung erfolgt. Die Auswahl der richtigen GC-Säule sollte auf 4 signifikanten Faktoren basieren: stationäre Phase, Innendurchmesser (ID) der Säule, Schichtdicke und Säulenlänge. Diese Faktoren beeinflussen die Säuleneffizienz, die Auflösung und die Probenkapazität.

Die stationäre Phase sollte anhand der durchzuführenden Anwendung ausgewählt werden.