Guida all`uso della FAST-GC Che cos`è la FAST
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Guida all`uso della FAST-GC Che cos`è la FAST
Guida all'uso della FAST-GC Che cos'è la FAST-GC. La FAST-GC è una tecnica dalle enormi potenzialità, già ampiamente dimostrate nella pratica, che si sta sempre più diffondendo negli ultimi anni. Come dice il nome stesso, la FAST-GC è una gascromatografia veloce, in grado cioè di ridurre i tempi di analisi fino anche a 10 volte rispetto ai tempi di analisi della GC tradizionale; con la FAST-GC si possono ottenere analisi in soli 1-2 minuti mantenendo una risoluzione sufficiente per la separazione di miscele di media e medio-alta complessità. In questo modo è possibile incrementare il numero di analisi eseguite al giorno, diminuendo costi analitici, usando colonne più economiche e risparmiando tempo. Cenni Teorici. Il parametro che indica nel miglior modo il potere separativo di una colonna capillare è il numero dei piatti teorici (N): N =5.54⋅ tr w50 2 ;dove :tr=tempo di ritenzione , w50 =larghezza picco calcolcata a metà altezza.1 A parità di diametro interno, più una colonna è lunga più piatti teorici avrà e dunque maggiore sarà il suo potere separativo. A parità di lunghezza invece, colonne con diametro interno più piccolo avranno un maggiore potere separativo poiché il numero dei piatti teorici aumenta stringendo il diametro interno. Per avere un'idea più chiara, una colonna convenzionale con diametro interno pari a 0.25mm di 25m di lunghezza ha 100000 piatti teorici (N); come si può vedere anche dalla tabella 1, una colonna per FASTGC con diametro interno più stretto (100µm), lunga soltanto 10m ha lo stesso numero di piatti teorici di una colonna per GC tradizionale. Questo consente di mantenere lo stesso potere separativo nonostante la colonna sia più corta e permetta pertanto di ridurre i tempi di analisi. Le colonne per FAST-GC hanno dunque diametri interni molto piccoli (50, 100µm solitamente), perciò richiedono una pressione all'iniettore elevata per ottenere i flussi di corretto utilizzo. Tipicamente i flussi ottimali da usare in FAST-GC (in condizioni normali) sono circa 0.5mL/min (60cm/s @ 50°C (temperatura iniziale della camera del GC)) di gas in colonna (vedi tabelle 3 e 4 con i flussi di riferimento consigliati). Se si utilizza Idrogeno come gas di trasporto si sarà avvantaggiati poiché, essendo meno viscoso rispetto all'Elio, si avrà bisogno di una pressione inferiore per raggiungere lo stesso flusso in colonna. In più il gas di trasporto Idrogeno permette di lavorare con velocità maggiori senza perdere significativamente in termini di efficienza, consentendo così di accorciare ulteriormente il tempo d'analisi. Per queste due ragioni è consigliato in FAST-GC l'utilizzo di gas di trasporto Idrogeno, sebbene il corretto uso di Elio come gas di trasporto porti ad identiche prestazioni in termini di efficienza. Cosa occore per realizzare la FAST-GC. Per realizzare una FAST-GC occorrono: ● ● Una colonna corta, con diametro interno piccolo (dette “narrow-bore”). Tipicamente si utilizza una colonna da 10 m con un diametro interno di 0.10 mm. Un gascromatografo capace di realizzare rampe di salita del forno veloci, dai 25°C/min in su, con un sistema di rilevazione ad alta frequenza (vedi Figura 1. sull'effetto della frequenza di acquisizione sulla forma del picco) e capace di gestire pressioni in testa alla colonna relativamente elevate (3.5 bar in ingresso). Dimensioni delle colonne FAST-GC. Diametro Interno Lunghezza 2.5 m 50 µm 5m 5m 100 µm 10 m Spessore Film 0.05 µm 0.10 µm 0.05 µm 0.10 µm 0.10 µm 0.20 µm 0.10 µm 0.20 µm Piatti Teorici (N) 50000 100000 50000 100000 Tabella 1. Queste sono le dimensioni delle colonne FAST-GC che trovate nel catalogo MEGA. Per ciascuna colonna è riportato il numero di piatti teorici (N) calcolato con la formula (1) riportata nella pagina precedente. Si consiglia di non utilizzare colonne da 100 µm più lunghe di 10 m e da 50 µm più lunghe di 5 m per via delle Pressioni troppo elevate necessarie per utilizzarle! Effetto della frequenza di acquisizione sulla forma del picco e sull'integrazione. Figura 1. Effetto della frequenza di acquisizione sulla forma del picco. Con picchi molto stretti come quelli della FAST-GC (0.5 – 2 s) è necessario acquisire il segnale con frequenze alte, per avere una forma del picco corretta per poter essere adeguatamente integrata. Frequenze di acquisizione di 50 Hz sono accettabili, frequenze di 100 Hz sono ottimali per la maggior parte dei casi. Linee Guida di Utilizzo per la FAST-GC. GC TRADIZIONALE FAST-GC Colonna: Colonna: tipicamente colonne con diametri interni di colonne con diametri interni di 0.25/0.32 mm di lunghezze pari a 25, 30, 50m. 0.05/0.10mm di lunghezze pari a 5, 10m. Programmata di Temperatura: Programmata di Temperatura: 1 – 20 °C/min 20 – 60 °C/min Iniezione: Iniezione: con le normali tecniche di iniezione è possibile iniettare quantità modeste, ad esempio 1µl di una soluzione diluita con rapporti di splittaggio pari a 1:20, 1:50. la quantità iniettata deve essere almeno 10 volte inferiore rispetto alla GC tradizionale. Tipicamente si utilizzano rapporti di splittaggio superiori a 1:100 con soluzioni fortmente diluite (< 100 ppm). (Un nuovo iniettore è in fase di sviluppo per permettere iniezioni dirette in colonne narrow-bore di campione come liquido in quantità dell'ordine dei nanolitri!) Vedi sul sito www.mega.mi.it le novità relative a questo rivoluzionario iniettore. Gas di Trasporto: Gas di Trasporto: i flussi di gas in colonna (con Elio e Idrogeno) variano a seconda delle dimensioni caratteristiche della colonna. Si hanno comunque flussi non inferiori a 0.8 ml/ min. Scarica nella sezione “Supporto” del sito www.mega.mi.it la tabella dei flussi e delle pressioni per le colonne. i flussi ottimali per la FAST-GC sono intorno agli 0.5 ml/min per le colonne da 10m 0.10mm, di 0.3 ml/min per le colonne 5m 0.05mm. (Vedi figure n. 3, 4 di seguito). Larghezza dei Picchi: Larghezza dei Picchi: 2–6s 0.5 – 2 s Rilevatore: Rilevatore: si possono utilizzare tutti i tipi di detector. si possono utilizzare tutti i tipi di detector. E' necessario però che la velocità di acquisizione del rivelatore sia abbastanza alta vista la larghezza ridotta del picco. Valori > 50 Hz (frequenza di acquisizione del detector) sono consigliati. (Vedi figura 1). Tempo di Analisi: Tempo di Analisi: 20 – 60 min 1 – 10 min Scarica nella sezione “Supporto” del sito www.mega.mi.it la tabella dei flussi e delle pressioni per le colonne. Tabella 2. Tabella riassuntiva di confronto tra i parametri fondamentali utilizzati in GC Tradizionale e in FAST-GC. Pressioni e Flussi Consigliati IDROGENO Gas di Trasporto (40 – 80 cm/s) L \ d.i. 50 µm 100 µm 5m 300 – 630 kPa 43 – 91 psi 3 – 6.3 bar 0.15 – 0.4 ml/min 68 – 140 kPa 9.9 – 20.2 psi 0.68 – 1.4 bar 0.25 – 0.6 ml/min 140 – 296 kPa 20.2 – 43 psi 1.4 – 2.95 bar 0.3 – 0.9 ml/min 10 m ELIO Gas di Trasporto (32 – 45 cm/s) L \ d.i. 50 µm 100 µm 5m 500 – 760 kPa 72.2 – 110 psi 5 – 7.6 bar 0.15 – 0.3 ml/min 115 – 170 kPa 16.1 – 24.5 psi 1.15 – 1.7 bar 0.25 – 0.4 ml/min 10 m 258 – 339 kPa 37.3 – 49.1 psi 2.6 – 3.4 bar 0.35 – 0.6 ml/min Tabelle 3,4. Queste due tabelle riportano delle indicazioni dei flussi e delle pressioni ottimali con le quali lavorare con le colonne FAST-GC di dimensioni indicate. Queste condizioni sono state calcolate per una temperatura di 50°C (tipica temperatura di partenza per un'analisi) e a condizioni di P outlet atmosferica (se lavorate con uno spettrometro di massa, le indicazioni possono essere tenute come base per un buon punto di partenza soprattutto per quanto riguarda i flussi da utilizzare). Visita il sito www.mega.mi.it nella sezione Supporto – Download per scaricare la tabella con i flussi e le pressioni consigliate completa per tutti i tipi di colonne. Fasi Stazionarie MEGA disponibili in FAST-GC Nella FAST-GC, la scelta della fase stazionaria è ancora più importante rispetto alla GC tradizionale. Infatti, laddove l'accorciamento dell'analisi produce una sebbene minima perdita di risoluzione, la selettività della fase stazionaria può intervenire per separare coppie critiche! Per questo MEGA ha la più vasta gamma di colonne per FAST-GC con fasi senza equivalenti sul mercato! Fase Stazionaria Composizione MEGA – 1 FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) MEGA – 10 FAST 100% Cianopropil Polisilossano (Polarità Alta) MEGA – 101 FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) MEGA – 13 FAST 13% Fenile, 87% Metil Polisilossano (Polarità Media) MEGA – 17 FAST 50% Fenile, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) MEGA – 1701 FAST 7% Cianopropil, 7% Fenil, 86% Metil Polisilossano (Polarità Media) MEGA – 20 FAST 20% Fenil, 80% Metil Polisilossano (Polarità Media) MEGA – 200 FAST Trifluoropropil Metil Polisilossano (Polarità Alta) MEGA – 225 FAST 25% Cianopropil, 25% Fenil, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) MEGA – 5 FAST 5% Fenil, 95% Metil Polisilossano (Polarità Bassa) MEGA – 50 FAST 50% Cianopropil, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) MEGA – 624 FAST 3.5% Cianopropil, 3.5% Fenil, 93% Metil Polisilossano (Polarità Media) MEGA – ACID FAST Polietilenglicole (PEG) Acid (Polarità Alta) MEGA – PLUS FAST Copolimero Polietilenglicole (PEG) + Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) MEGA – JXR FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) MEGA – PS255 FAST 1% Vinil, 99% Metil Polisilossano (Apolare) MEGA – PS264 FAST 5.8% Fenil, 0.2% Vinil, 94% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Bassa) MEGA – SE30 FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) MEGA – SE54 FAST 5% Fenil, 1% Vinil, 94% Metil Polisilossano (Polarità Bassa) MEGA – WAX FAST Polietilenglicole (PEG) (Polarità Alta) Note Senza Equivalenti Disponibile anche per Alta Temperatura (fino a300°C!) Visita il nostro catalogo online all'indirizzo www.mega.mi.it per scoprire tutti i nostri prodotti e le novità e per chiedere prodotti personalizzati per le Vostre specifiche esigenze. MEGA offre anche un servizio di messa a punto dell'analisi per fornirVi una soluzione completa e permetterVi di ottimizzare il Vostro lavoro. Inviateci il Vostro campione e MEGA troverà per Voi le migliori condizioni per condurre l'analisi! Non avete mai utilizzato una colonna FAST-GC? MEGA proverà il Vostro campione con la colonna FAST più adatta senza nessun costo aggiunto sul prezzo della colonna eventualmente acquistata! PESTICIDI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-1701 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Rivelatore Gas di trasporto Identificazione Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano T iniziale 50°C (0.1 min) 50°C/min Rampa T finale 250°C (5 min) FID 250°C Idrogeno 0.5 mL/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 α-HCH γ-HCH Heptachlor Chlorotalonil / Parathion-Me Malathion Fenotrothion Parathion-Et / Fenitrothion Chlordane-Cis + Trans Dieldrin o,p'-DDT β-Endosulfan p,p'-DDT / Tetradifon PESTICIDI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-SE54 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Rivelatore Gas di trasporto Identificazione Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano 50°C (0.1 min) T iniziale 15°C/min Rampa 250°C (5 min) T finale FID 250°C 0.5 mL/min Idrogeno 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 α-HCH γ-HCH Chlorotalonil Heptachlor Parathion-Me Paraoxon-E Malathion Fenitrothion Parathion-Et / Chlordane-Trans Chlordane-Cis + α-End. Dieldrin β-Endosulfan o,p'-DDT p,p'-DDT Tetradifon ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-1701 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Rivelatore Gas di trasporto Identificazione 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano T iniziale 50°C (0.1 min) Rampa 50°C/min T finale 250°C (5 min) FID 250°C Idrogeno 0.5 mL/min Split 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Limonene Linalol Benzyl Alcohol Veratrol Me-Octynoate Citronellol / Neral Geranial OH-Citronellal Eugenol Anisol + Cinnamol α iso Me-Ionone Isoeugenol Lilial Coumarine Amyl Cynnamal Lyral 1 Lyral 2 Farnesol 1 Farnesol 2 Farnesol 3 Amyl Cynnamol Hexyl Cynnamal Cynnamal Bz. Salycilate Bz. Cynnamate ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-SE54 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Rivelatore Gas di trasporto Identificazione 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano T iniziale 50°C (0.1 min) Rampa 15°C/min T finale 250°C (5 min) FID 250°C Idrogeno 0.5 mL/min Split 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Benzyl Alcohol Limonene Linalol Veratrol Me-Octynoate Citronellol Citral 1 Geraniol Cynnamic Ald. Citral 2 Anysic Alcohol OH-Citronellal Cynnamic Alcohol Eugenol Coumarine Isoeugenol α iso Me-Ionone α Me-Ionone Lilial Farnesol 1 Lyral 1 + Lyral 2 Farnesol 1 Farnesol 2 Farnesol 3 Amyl Cynnamal Hexyl Cynnamal Bz. Salycilate 1-Ph-Decanone 1-Ph-Decanone Bz. Cynnamate ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-WAX FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Rivelatore Gas di trasporto Identificazione 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano T iniziale 50°C (0.1 min) Rampa 50°C/min T finale 230°C (2 min) FID 250°C Idrogeno 0.5 mL/min Split 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Limonene Linalol Me-Octynoate Neral Veratrol Geranial / α iso Me-Ionone Geraniol Alc. Benzyl α Me-Ionone OH-Citronellal Cynnamal Citronellal Eugenol Amyl Cynnamal Anysol Cynnamol Farnesol 1 Isoeugenol Hexyl Cynnamal Amyl Cynnamol 1-Ph-10 Coumarine Lyral 2 / Bz. Benzoate Bz. Salycilate Bz. Cynnamate BERGAMOTTO Colonna Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza MEGA-1701 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Condizioni Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Split 1:200 T iniziale Rampa T finale FID Idrogeno Rivelatore Gas di trasporto 230°C 1.0 µL in Cicloesano 50°C (0.1 min) 50°C/min 250°C (5 min) 250°C 0.5 mL/min Identificazione 1 2 3 4 5 6 7 8 α-Pinene β-Pinene Myrcene Limonene p-Cimene γ-Terpinene Linalool Linalyl Acetate BERGAMOTTO Colonna Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza MEGA-SE54 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Condizioni Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Split 1:200 T iniziale Rampa T finale FID Idrogeno Rivelatore Gas di trasporto 230°C 1.0 µL in Cicloesano 50°C (0.1 min) 15°C/min 250°C (5 min) 250°C 0.5 mL/min Identificazione 1 2 3 4 5 6 7 8 α-Pinene β-Pinene Myrcene p-Cimene Limonene γ-Terpinene Linalol Linalyl Acetate BERGAMOTTO Colonna Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza MEGA-WAX FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Condizioni Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Oven Split 1:200 T iniziale Rampa T finale FID Idrogeno Rivelatore Gas di trasporto 230°C 1.0 µL in Cicloesano 50°C (0.1 min) 30°C/min 250°C (5 min) 250°C 0.5 mL/min Identificazione 1 2 3 4 5 6 7 β-Pinene Myrcene p-Cimene Limonene γ-Terpinene Linalool Linalyl Acetate Solventi Residui – Spazio di Testa – USP 467 OVIs Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-624 FAST 0.10 mm 0.45 µm 10 m Iniettore Rapporto split Volume iniezione Incubazione HS Oven Rivelatore Gas di Trasporto Identificazione Split 250°C 1:100 0.5 mL 45 min T iniziale Rampa T finale FID Idrogeno 80°C 35°C 15°C/min 100°C 290°C 0.4 mL/min 1 2 3 4 5 Diclorometano Cloroformio Benzene Tricloroetilene 1,4 Diossano Vial per HS in Acqua Analisi eseguita su DANI MASTER GC CAMOMILLA – GC Convenzionale vs FAST-GC Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Condizioni Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza MEGA-1701 0.25 mm 0.3 µm 25 m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Gas di trasporto Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano Idrogeno 1.5 mL/min Oven Rivelatore T iniziale Rampa T finale FID 50°C (0.1 min) 3°C/min 250°C (5 min) 250°C GC Convenzionale 28 55 min CAMOMILLA – GC Convenzionale vs FAST-GC Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-1701 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Gas di trasporto Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano Idrogeno 0.5 mL/min Oven Rivelatore T iniziale Rampa T finale FID 50°C (0.1 min) 50°C/min 250°C (5 min) 250°C FAST - GC 4.4 10.5 min CAMOMILLA – GC Convenzionale vs FAST-GC Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Condizioni Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza MEGA-SE54 0.25 mm 0.3 µm 25 m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Gas di trasporto Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano Idrogeno 1.5 mL/min Oven Rivelatore T iniziale Rampa T finale FID 50°C (0.1 min) 3°C/min 250°C (5 min) 250°C GC Convenzionale 25 48 min CAMOMILLA – GC Convenzionale vs FAST-GC Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli – Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco – Via P.Giuria, 9 – Torino Colonna Fase stazionaria Diametro interno Spessore film Lunghezza Condizioni MEGA-SE54 FAST 0.1 mm 0.1 µm 5m Iniettore Volume iniezione Diluizione campione Gas di trasporto Split 230°C 1.0 µL 1:200 in Cicloesano Idrogeno 0.5 mL/min Oven Rivelatore T iniziale Rampa T finale FID 50°C (0.1 min) 50°C/min 250°C (5 min) 250°C FAST - GC 8.5 min