Газовата хроматография е често използван метод в индустриални и изследоваделски лаборатории за качествено и количествено определяне на различни химични вещества, намиращи се в някаква смес. Детектирането на много малки количества прави този метод предпочитан за контролиране на замърсявания в околната среда, както и използването му в съдебни, допинг лаборатории. Анализираните проби трябва да притежават достатъчна температурна стабилност и летливост.

• Основните принципи на газовата хроматография не се различава от останалите хроматографски техники за разделяне – и тук са необходими подвижна и неподвижна фаза. Носещият газ играе ролята на подвижна фаза (хелий, аргон, азот), а неподвижната фаза представлява тънък полимерен филм химически или физически прикрепен към стената на колоната. Разделянето на веществата е основано на различната степен на взаимодействие на аналита с неподвижната фаза – по-силно взаимодействие води до по-дълъг престой на аналита в колоната (нужно е по-дълго време за преминаване през нея), водещо до по-голямо време на задържане.

• Фактори, които влияят на разделянето в газовата хроматография

• Парно налягане

Точката на кипене на дадено вещество обикновенно е свързана с неговата полярност. Колкото е по-ниска точката на кипене, толкова е по-високо парното налягане на веществото, което е предпоставка за по-малкото време на задържане – аналита престоява по-дълго време в газовата фаза. На базата на това свойство на веществата, аналити с ниска точка на кипене са предпочитани за разтворители в газовата хроматография.

• Полярност на компонентите и неподвижната фаза

При еднаква полярност на аналитите и неподвижната фаза времето на задържане се увеличава, поради наличието на силни взаимодействия между тях. В резултат на това при еднаква температура полярните съединения имат по-голямо време на задържане върху полярна неподвижна фаза и по-късо върху неполярна.

• Температура на колоната

Прекомерно високата температура на колоната ще осигури много бързо елуиране на пробата от колоната, но също така и ще се наблюдава много лошо разделяне между компонентите – аналитите ще прекрат повечето от времето в газовата подвижна фаза. Така се загубва свойтвото на химичните вещества да се задържат според химичната си структура на различни времена на задържане. Най-добро разделяне се получава при използване на градиентна температурна програма. По-този начин едновременно се използва различна полярност и точка на кипене на различните вещества.

• Поток на носещият газ

Високата скорост на потока намалява времената на задържане, но влошава разделителната способност на колоната – аналитите са направо избутвани от колоната без да имат възможност да взаимодействат с неподвижната фаза.

• Дължина на колоната

По-дългата колона подобрява разделянето между химичните вещества, но е направен и компромис – с нарастване на разделянето, което е пропорционално на дължината на колоната, се увеличава ширината на пика. Газовите молекули не се предвижват само в една посока, което води до обратна пропорционална зависимост между скороста на потока и ширината на пика.

• Обем на инжектираната проба

В идеалният случай иамаме симетрична форма на получения сигнал (Гаусова крива). Ако се инжектира прекалено голямо количество се получава опашати пикове – „tailing“, което води след себе си лошо разделяне на аналитите. Повечето детектори са достатъчно чувствителни и не се нуждаят от много проба, за да дадат добър сигнал. При нормални условия само 1-2% от пробата достига до хроматографската колона, защото повечето газови хроматографи работят в „split“ режим, именно за да се избегне претоварване на колоната. В „splitless“ режим се работи само при много ниски концентрации на анализираната пробата.

Избор на GC колона

1. Неподвижна фаза

• Изберете най-малко полярната фаза, която ще доведе до разделяне на аналитите
• Неполярните фази разделят веществата най-вече по тяхната точка на кипене
• Увеличеното количество „phenyl-/cyanopropyl-” във фазата влияе върху разделянето на аналитите, като увеличава влиянието на различните диполните моменти или разпределението на заряда.
• Разделянето на съединения, които се различават в капацитета на водородните връзки (например алдехиди и алкохоли), става най-добре с полиетиленгликолова неподвижна фаза – CarboWax.

1. Вътрешен диаметър (ID)

• Малък диаметър, голяма ефективност и добро разделяне
• Голям диаметър – по-голям капацитет на пробата

1. Дължина на колоната

• Винаги избирайте най-късата колона, с която ще получите нужното разделяне. Ако сте използвали възможно най-дългата колона и все още нямате необходимото разделяне, тогава пробвайте да смените фазата или вътрешния диаметър на колоната
• Разделянето е пропорционално на квадтрат на ефективността на колоната, така че намаляването на дължината наполвина ще намали само с 40% разделителната ѝ способност.

1. Дебелина на филма

• Двойното увеличение на дебелината на филма увеличава елуиращата температура с 15-20ºС в изотермичен режим. При температурна програма тези градуси са малко по-малки.
• Стойност ƅ - фазово съотношение

От стойност ƅ може да се определи най-подхоящата фаза за дадено съединение – по-тънките филми са по-подходящи за високомолекулни съединения.

Предимства и недостатъци

1. Предимства

• Бърз анализ
• Висока ефективност – голямо разделяне
• Недеструктивен метод – може да се свързва с мас-детектор
• Необходими са малки проби - < 1ml
• Добра повторимост при количествен анализ

1. Недостатъци

• Ограничена методика за летливи съединения
• Неподходящо за аналити, които се разграждат при висока температура
• Неподходящо за препаративна хроматография
• За качествено охарактеризиране на веществата се нуждае от мас-детектор