ガスクロ(GC)に関する基礎知識的なメモ

ガスクロマトグラフィー (Gas Chromatography, GC) はクロマトグラフィーの一種であり、気化しやすい化合物の同定・定量に用いられる機器分析の手法である1)。クロマトグラフィー (Chromatography) とは(物質の大きさ・吸着力・電荷・質量・疎水性などの違いを利用して)物質を分離・精製する技法2)。クロマトグラフィーを適用した結果は各成分ピークの移動速度として現れるが、ガスクロマトグラフィーにおいてはカラム末端から時系列に現れる様をチャートに表したものをクロマトグラム (Chromatogram) と呼ぶ。すなわち、時間軸に対する検出器応答をプロットしたものでのピークの出現時間を保持時間と呼んであらわす2)

保持時間 (Retention Time) とは、サンプル注入時点から、分離された成分がピークを示す時点までの時間をいう。保持時間は分析条件が等しいかぎり物質によって固有の値である。ピーク面積 (Peak Area) とは、各成分ピークとベースラインとの間の面積のことである。たいていの検出器では、ピーク面積は成分量にほぼ比例する2)

検出器1)

検出器はカラム出口に設置され、サンプルの各成分を検知して電気信号に変換する部位である。GCでは汎用目的にはTCDもしくはFIDが用いられる。

FID(Flame Ionization Detector, 水素炎イオン化型検出器)
物質を水素炎中で燃焼することによって発生するプラズマ電子を検知するものである。C−H結合(ただしカルボニル炭素と直接結合した水素は除く)を持つ化合物に対して感度を有するため、一般の有機物に対する感度は高いが、水や二酸化炭素などの小分子ガスは感知できないのが欠点である。基本的には破壊的な検出方法であるため、サンプルの分取が不可能。

TCD(Thermal Conductivity Detector, 熱伝導度型検出器)
物質の熱伝導度の違いを利用してサンプルの検出を行う。キャリアガス以外のほぼあらゆる物質を検知できるが、感度があまり高くないので希薄サンプルには不向きである。基本的には非破壊的な検出方法であるため、サンプルの分取が可能。匂い嗅ぎGC(GCスニッフィング)の検出はこの方法だと思う(未確認)

MSD3)
 質量分析においては、試料はイオン化され、電界または磁界中で分離される。また、試料分子をイオン化する過程は要するに分子からの電子移動であるため、後続反応によって試料が分解することがある。この過程をフラグメンテーションという。フラグメントイオンの生成パターンは分子の構造によって(おおまかにではあるが)決まっており、分類・理論化が行われている。

マススペクトル (Mass Spectrum, MS) は、質量分析の結果得られる、横軸に質量(正しくはm/z 値)、縦軸に検出強度をとったスペクトルである。試料分子の構造に関係する情報が多く含まれるため、既知物質の同定や新規物質の構造決定に用いられる。

GCは工業的な分析ではアジレントが強いようだ4)。お勉強していてあやふやなところが多いので色々切り貼りしてメモを作った。

1.ガスクロマトグラフィー – Wikipedia
 (内部構造の絵)
2.クロマトグラフィー – Wikipedia
3.マススペクトル – Wikipedia
4.アジレントのガスクロマトグラフとGC/MSシステム | アジレント・テクノロジー株式会社

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