کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography) یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های آنالیز شیمیایی است که برای جداسازی، شناسایی و اندازه‌گیری ترکیبات فرار و قابل تبخیر در انواع نمونه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنیک نقش اساسی در کنترل کیفیت، صنایع نفت و گاز، داروسازی، محیط‌زیست، پزشکی قانونی، صنایع غذایی و پژوهش‌های شیمیایی دارد.

در دستگاه GC، نمونه پس از تزریق، توسط گاز حامل به داخل ستون کروماتوگرافی منتقل شده و در نهایت توسط دتکتور (Detector) تشخیص داده می‌شود. اساس جداسازی نیز بر پایه میزان برهم‌کنش هر ترکیب با فاز ساکن ستون و تفاوت در زمان ماند (Retention Time) آن‌هاست.

اصول عملکرد کروماتوگرافی گازی

ستون دستگاه GC شامل یک فاز ساکن است که توانایی برهم‌کنش با مولکول‌های نمونه را دارد. نمونه تزریق‌شده توسط گاز حامل (فاز متحرک) وارد ستون شده و بر اساس میزان جذب و رهایش، با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کند.

• ترکیباتی که تعامل بیشتری با فاز ساکن دارند، دیرتر از ستون خارج می‌شوند.
• ترکیباتی که برهم‌کنش کم‌تر دارند، سریع‌تر عبور می‌کنند.

به این ترتیب، مخلوط مواد شیمیایی به اجزای تشکیل‌دهنده خود تفکیک شده و هر جزء در زمان مشخصی به دتکتور می‌رسد.

اجزای اصلی دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC)

۱. محفظه تزریق (Injector)

محفظه تزریق محل ورود نمونه به دستگاه است و از سه قسمت تشکیل می‌شود:

• ورودی نمونه
• خروجی به ستون
• سیستم کنترل فشار و جریان گاز

ویژگی‌ها:

• دمای آن کاملاً قابل کنترل است.
• می‌توان نسبت حجم نمونه ورودی به ستون را از طریق جریان Split تنظیم کرد.
• جریان Septum Purge از ورود آلودگی یا ذرات به سیستم جلوگیری می‌کند.

انواع محفظه‌های تزریق GC

• On-Column: تزریق مستقیم داخل ستون؛ مناسب نمونه‌های حساس به دما.
• PTV (Programmed Temperature Vaporizing): امکان تزریق در حجم بالا تا ~250 µL؛ مناسب نمونه‌های رقیق یا غلیظ.
• محفظه‌های با قابلیت تغییر گاز: امکان استفاده از گازهای مختلف برای روش‌های خاص.

۲. ستون کروماتوگرافی گازی (GC Column)

در کروماتوگرافی گازی معمولاً از ستون‌های مویین (Capillary Columns) استفاده می‌شود.

تنوع ستون‌ها زیاد است و انتخاب آن‌ها به موارد زیر بستگی دارد:

• نوع نمونه
• محدوده دمای کاری
• قطبیت مورد نیاز
• حساسیت و تفکیک‌پذیری مورد انتظار

انتخاب ستون مناسب یکی از مهم‌ترین مهارت‌های کاربران کروماتوگرافی است.

۳. دتکتورهای دستگاه GC

دتکتورها بخش شناسایی ترکیبات جداشده هستند و انواع مختلفی دارند:

دتکتورهای رایج

۱) FID (Flame Ionization Detector)

• بسیار حساس به ترکیبات آلی و هیدروکربن‌ها
• تخریب‌کننده نمونه
• حساسیت بالاتر نسبت به TCD
• مناسب اغلب کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی

۲) TCD (Thermal Conductivity Detector)

• دتکتور جنرال؛ قابلیت شناسایی تقریباً تمام ترکیبات
• غیرفرانشکن (Non-Destructive)
• مناسب گازهای غیرآلی، ترکیبات پایدار و آنالیزهای کمی

سایر دتکتورها

• NPD: مناسب نیتروژن و فسفر
• AFD / AFID: برای ترکیبات خاص
• CCD، DID و انواع دیگر برای کاربردهای تخصصی‌تر

اتصال GC به دستگاه‌های دیگر

برای افزایش دقت و توانایی شناسایی، کروماتوگراف گازی قابلیت اتصال به تجهیزات پیشرفته را دارد، مانند:

• GC–MS: ترکیب GC با طیف‌سنجی جرمی؛ دقیق‌ترین سیستم شناسایی مولکولی
• GC–FTIR: شناسایی پیوندهای شیمیایی
• GC–ECD: برای ترکیبات الکترون‌دوست مانند آفت‌کش‌ها

این کوپل‌ها، کاربرد GC را بسیار گسترده‌تر و دقیق‌تر می‌کنند.

خدمات طیف سنچ کیمیا در حوزه کروماتوگرافی گازی

شرکت طیف سنج کیمیا مجموعه‌ای از خدمات تخصصی را برای پشتیبانی از کاربران GC ارائه می‌دهد، از جمله:

سرویس و نگهداری ماهانه و سالانه

• تعویض قطعات محفظه تزریق
• بررسی نشتی، تنظیم فشار و دما
• پاک‌سازی مسیر گاز و اتصالات

تریتمنت و احیای ستون GC

مخصوص ستون‌هایی که برای مواد سنگین یا با نقطه جوش بالا استفاده شده‌اند.

نصب، راه‌اندازی و آموزش کامل دستگاه GC

تأمین تجهیزات و قطعات مصرفی

• انواع ستون‌های GC براساس کاربرد
• انواع سرنگ‌های تزریق (مایع و Gas-Tight)
• دتکتورهای FID، TCD، NPD و…
• گاز حامل و تجهیزات جانبی مانند هیدروژن ژنراتور
• ستون‌های خشک‌کن (Molecular Sieve) برای حذف رطوبت و ناخالصی گازها

تعمیرات تخصصی دستگاه‌های GC

کالیبراسیون دستگاه

• کالیبراسیون سالیانه
• تنظیم پارامترهای عملکردی برای دقت بیشتر