Chromatografie apparatuur

Chromatografie is stoffen van elkaar te scheiden.

Bij chromatografie is er sprake van een verdeling van een stof tussen twee fasen. Deze worden de stationaire fase (een vaste vloeistof of vloeistof die aan een dragermateriaal zit) en mobiele fase (het gas of de vloeistof die langs de stationaire fase beweegt) genoemd. De verdelingscoëfficiënt is de verdeling van een stof tussen deze twee fasen.

De essentie van ieder chromatografiesysteem is een stilstaande stationaire fase waar een mobiele fase langs stroomt. Wanneer een mengsel aangebracht wordt op de stationaire fase aan het begin van het stromingstraject van mobiele fase dan worden de stoffen waar het mengsel uit bestaat meegenomen door de mobiele fase. De snelheid waarmee de verschillende stoffen worden meegenomen is afhankelijk van de mate waarin een stof zich hecht aan de stationaire fase tegenover de mobiele fase.

In de drie kolommen hieronder is het scheidingsprincipe zichtbaar. Het systeem bestaat uit een kolom gevuld met een vaste stationaire fase (bruin) waar vloeibare mobiele fase langs stroomt (oranje). Wanneer er een mengsel van twee stoffen (geel en rood) op de kolom aangebracht wordt dan worden beide stoffen meegevoerd door de kolom heen, maar omdat de gele stof zich sterker hecht aan de stationaire fase dan de rode stof zullen de twee stoffen een voor een de kolom verlaten. Het mengsel is dan dus gescheiden.

Er kunnen verschillende redenen zijn om een mengsel te willen scheiden en de eisen die gesteld worden aan het chromatografiesysteem zijn afhankelijk van het beoogde doel.

Laboratoria gebruiken verschilende apparatuur voor verschillende stoffen en/of metalen te meten. Deze chromatografieaparatuur is te verdelen in: GC, HPLC, AAS, GC/MS, LC/MS, ICP-MS/OES.

 

GC systemen

GC staat voor Gaschromatograaf, bij het gebruik van dit apparaat wordt de uitslag weergegeven als een grafiek met allemaal pieken. Op de x-as staat de retentietijd, dat is de tijd die ervoor nodig is, voordat het gas voorbij de kolom is gekomen.
De stofeigenschap is de retentietijd van een stof. Deze retentietijd blijft altijd hetzelfde voor dezelfde stof. Wanneer een stof beter hecht aan het draaggas, zal deze makkelijker door de kolom worden vervoerd. De retentietijd is dan korter. Wanneer een stof beter hecht aan het draaggas, wordt de stof makkelijker door de kolom vervoerd. De retentietijd is dan korter. Op de y-as staat de intensiteit, hoe hoger een piek is hoe meer van de stof er aanwezig was in het gescheiden gas.

Wat zijn HPLC systemen?

HPLC staat voor High Pressure Liquid Chromatografie.  Met een HPLC systeem wordt vloeistofchromatografie uitgevoerd. Hierbij wordt de bewegende fase (eluens), onder hoge druk door een sterk gepakte kolom gepompt.
De druk kan voor normale HPLC kan oplopen tot zo'n 200 bar. 
Doormiddel van hoge druk en juiste contact met de stationaire fase, wordt een betrekkelijk grote snelheid bereikt van de scheiding, en een zeer goede resolutie.

Voor de meting van één monster met HPLC kan de looptijd variëren van 5 tot 60 minuten. 

GC-MS systemen

Een gaschromatografie-massaspectrometrie (GC/MS) systeem scheidt chemische mengsels (GC-component) en identificeert de componenten op moleculair niveau (MS-component). Het is een van de meest nauwkeurige tools voor het analyseren van omgevingsmonsters. 

Bij een GC wordt een mengsel, doormiddel van verhitting in afzonderlijke stoffen gescheiden.  De verwarmde gassen worden door een kolom met een inert gas (bijvoorbeeld helium) gevoerd. Wanneer de afgescheiden stoffen uit de kolomopening komen, stromen ze in het MS

Massaspectrometrie identificeert verbindingen door de massa van het analytmolecuul. De verzameling van bekende massaspectra, die enkele duizenden verbindingen omvat, wordt opgeslagen op een computer. Massaspectrometrie wordt beschouwd als de enige definitieve analytische detector.

LC-MS systemen

LC-MS maakt gebruik van een HPLC-systeem, waarbij op het punt waar de vloeibare mobiele fase de kolom verlaat, het vloeibare monster wordt verneveld om microscopisch kleine druppeltjes te vormen. Deze verdampen snel, waarbij geïoniseerde analytmoleculen vrijkomen, die worden gescheiden in de MS.
 
LC-MS combineert het oplossend vermogen van HPLC in materialen met een hoog molecuulgewicht met het vermogen van de MS. Op deze manier selectief moleculaire identiteit detecteren en bevestigen. De belangrijkste toepassingen zijn te vinden in farmaceutisch onderzoek, omgevingsanalyse, voedseltesten en forensisch onderzoek.

AAS systemen

Atoomabsorptiespectrometrie is een analysetechniek die gebruik maakt van selectieve absorptie van elektromagnetische straling door atomen. Een monster wordt verpulverd in een vlam. Vervolgens wordt een lamp gebruikt om licht in de vlam uit te stralen. Het uitgestraalde licht wordt geabsorbeerd door de atomen in de vlam. De mate van absorptie wordt bepaald door de concentratie van atomen in de vlam en dus ook door de concentratie van atomen in het monster.
 
Met deze analysetechniek worden metaalatomen gemeten. De grootte waarin metalen kunnen worden gemeten in de orde van ppm, d.w.z. mg / liter of μg / ml.

ICP-MS systemen

Een ICP-MS is een koppeling van een inductief gekoppeld plasma (ICP) met een massaspectrometer (MS). Zeer hoge gevoeligheid maakt de bepaling van metalen en sommige niet-metalen mogelijk.
 
ICP-MS werkt met een argonplasma waarin het verstoven vloeibare monster wordt geïnjecteerd. Het monster ioniseert in het plasma en de ionen zenden licht uit met verschillende karakteristieke golflengten. Deze worden vervolgens gemeten.
 
Bij ICP-MS worden de ionen die in het argonplasma worden geproduceerd, in het MS geïnjecteerd. Dit scheidt de ionen op basis van hun massa / lading-verhouding. Dit wordt veel gebruikt voor de analyse van metalen voor concentraties uitgedrukt in deeltjes per biljoen

Nieuws

Op de hoogte blijven van het laatste nieuws?
Schrijf je dan in voor onze nieuwsbrief!
Blijf op de hoogte en schrijf je in voor onze nieuwsbrief