25.05.2018

1

GC‐ Instrument

Headspace‐ teknikk Alkoholer

Anita SkogholtKromatografi og massespektrometri, Trondheim 23.‐ 24. Mai 2018

1

2

GC‐ FID og GCISQ

25.05.2018

2

Introduksjon

GC= Gasskromatografi

GC‐ Instrument

Prøvens gang i instrumentet

Split/Splitless injektorer

Kapillær kolonne

Detektor‐ moduler

Headspace‐ teknikk

Metodeapplikasjon: Alkoholer

3

GC = Gasskromatografi

GC= GLC= Gass‐ væske kromatografi En analysemetode som er basert på at analyttene i et prøvemateriale blir separert ved hjelp av en mobilfase og en stasjonær fase. 

Mobilfase: ‐ Inerte gasser, for eksempel : He, Ar, N, H

Stasjonær fase:Væskefase dekker innsiden av kapillærkolonne.

4

25.05.2018

3

GC = Gasskromatografi

5

GC‐ Instrument

Autosampler/ Triplus RSH

Injektor

GC‐ Ovn m/ kapillærkolonne

Flamme‐IonisasjonsDetektor (FID)

Mobilfase:  HeForbrenningsgass: H+ teknisk luft Make‐ up gass: N 

6

25.05.2018

4

Prøvematerialet i headspace‐ glassInkubator

Prøvematerialet injiseres i en injektor

GC‐ ovn m/Analytisk kolonne

Flammeionisasjonsdetektor

(FID)

Kromatografi

(PC med softwareprogram) 

Prøvens gang i instrumentet

7

Prøvens gang i instrumentetChromeleon software program

8

25.05.2018

5

Introduksjon

GC= Gasskromatografi

GC‐ Instrument

Prøvens gang i instrumentet

Split/Splitless injektorer

Kapillær kolonne

Detektor‐ moduler

Headspace‐ teknikk

Metodeapplikasjon: Alkoholer

9

Split/Splitless Injektor

SSL= Split/ splitless

Split mode: Prøvematerialet «splittes opp» i injektoren

Split ratio  på 1:100 ,vil si at1 % av 

prøvematerialet blir sluppet inn på kolonnen 

Resten går ut via «split outlet»‐ ventilen

Splitless mode: 85‐100 % av prøvematerialet vil bli lastet 

inn på kolonnen

Dvs. at «split outlet» ventilen er lukket

10

25.05.2018

6

Split/Splitless Injektor

11

Kapillær kolonne

Langt tynt rør laget av silika‐partikler 

Innsiden er dekt med en tynn film (= væskefase)  som består av kjemiske forbindelser

Forsterket med en hinne av polymid

WCOT= Wall coated open tubular column12

25.05.2018

7

Kapillær kolonner

Andre oppbygninger av kapillær kolonner:

WCOT

PLOT

SCOT

13

Kapillær kolonneAnalytt eksempler:Upolare kolonner:

Cannabis

GHB 

LSD 

Polare kolonner: 

Etylenglykol 

Fettsyrer (omega‐ 3, omega – 6) 

Applikasjonsspesifikke kolonner:

Metanol

Etanol

Isopropanol

Aceton 

14

kolonne eksempler:Upolare kolonner:

HP5MS      30m x 0,.250 mm x 0,250 um

DB5MS      15m x 0.53mm x 1,50um

Polare kolonner:  DB‐WAX    30 m x 0.25 mmr x 0.25 um omegawax 100: 15m x 0.10mm x 0.10 um

Applikasjonsspesifikke kolonner:

Rtx‐BAC‐ plus 1: 30m x 0,32mm ID x 1,80um

Rtx‐BAC‐ plus 2: 30m x 0.53 mm x 3,0um

25.05.2018

8

Detektor modulerFID =

Flamme ionisasjonsdetektor

Andre detektorer som kan kobles til en GC:

TCD= varmeledende detektor

NPD= nitrogen‐ fosfat detektor

MS detektor= massespektrometer detektor

15

Detektor moduler

Hvordan fungerer en FID ? 

Prøvematerialet er i gassform

Separeres i kapillærkolonnen

Introduseres til FID’en

Forbrennes i hydrogen/luft flamme (pyrolysert)

Hydrokarboner i prøven produserer ioner og elektroner når de blir brent 

Ionene blir så detektert ved hjelp av en metall‐kollektor som er koblet til en DC‐ spenning. 

Antall ioner over tid blir så definert til et kromatografi16

25.05.2018

9

Detektor moduler

FID = Flamme ionisasjonsdetektor

17

Introduksjon

GC= Gasskromatografi

GC‐ Instrument

Prøvens gang i instrumentet

Split/Splitless injektorer

Kapillær kolonne

Detektor‐ moduler

Headspace‐ teknikk

Metodeapplikasjon: Alkoholer

18

25.05.2018

10

Headspace‐ teknikkPrøvepreparering

Prøvematerialet og internstandard tilsettes i headspace‐ glass

Oppvarmes i inkubator  i en bestemt tid 

Oppnådd gasslikevekt

Gassfasen over væskefasen i prøvematerialet blir så injisert i injektoren 

Benytter en sprøyte som er temperatur‐ kontrollert 

19

Headspace‐ teknikk

Temperatur og trykk følger hverandre:

Tilstandsligningen for idealgass:  pV= nRT

T= absolutt temperatur (T= t+ 273,15)p= trykketV= volumn= antall mol gass R= universielle gasskonstanten

Fordeler m/ Headspace: Analyttene er flyktige  Enkel prøvepreparering Temperatur kontrollert ved bruk av inkubator Teknikken kan lett automatiseres Prøvemateriale i gassfasen er renere enn i væskefase

20

25.05.2018

11

Metodeapplikasjon: Alkoholer

Analytt:       Metanol

MW:           32,04186 g/mol

Kokepkt: 64,7 °C

21

Etanol

46,0419 g/mol

78 °C

Isopropanol

60,1  g/mol

82,6  °C

Aceton

58,08  g/mol

56  °C

Metodeapplikasjon: Alkoholer

Utføres på GC‐ FID m/ Headspace‐ teknikk:

Analytisk Kolonne:  Rtx‐BAC‐plus 1 (30m x 0.32mm x 1.80µm), Restek

Sprøyte:  2.5mL FN GT, Thermo 

Inlet liner, split: 1mm x 6.3 x  78.5, Restek

Inkubator temperatur: 50 °C

Sprøyte temperatur 120 °C

Injeksjonsvolum:  1,0 ml 

Injeksjonsvolum temperatur:  250 °C 

Ovns temperatur:  45 °C

Prøvepreparering:

Internstandard

Prøvemateriale

Direkte i headspace‐ glass

22

25.05.2018

12

Metodeapplikasjon: Alkoholer

Analytt: Konsentrasjon:Metanol 80,0 mMEtanol 80,0 mMIsopropanol 24,0 mMAceton 24,0 mM1‐ propanol Internstandard

23

Metodeapplikasjon: Alkoholer

24

Artikkel: Metanolforgiftningene i 2007-08, Lars Slørdal, Anita Skogholt, Kjell Aarstad, Christian L. Ellingsen, Marianne B. Brekke, Olav A. Haugen.