INIETTORI PER COLONNE CAPILLARI

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1 INIETTORI PER COLONNE CAPILLARI Nessun tipo di iniettore è adatto per tutti i tipi di campioni gas, liquidi, solidi (% ppt.) Tutti gli iniettori hanno vantaggi e svantaggi Devono essere studiati e testati GC7 14/15 1

2 INIETTORI PER COLONNE CAPILLARI Universali (introduzione di tutto il campione) 1. Split 3. On Column a freddo 2. Splitless 4. PTV Selettivi (introduzione di una parte del campione) 1. Spazio di testa 3. SFE 2. Purge and Trap 4. Pirolisi GC7 14/15 2

3 PRINCIPALI DIFFERENZE TRA GC IMPACCATA E CAPILLARE CHE INFLUENZANO IL CAMPIONAMENTO 1. flusso di gas di trasporto volte più basso 2. quantità di fase stazionaria volte minore GC7 14/15 3

4 CAMPIONE TIPICO PER GC CAPILLARE 1. 1 µl Liquido ~ 1 ml volume di vapore: se il flusso del gas di trasporto è 2 ml/min, allora il campione impiega 30 sec a trasferirsi in colonna. Si ottengono bande larghe! 2. Se il campione ricondensa (1 mg liquido): di solito le colonne capillari hanno ~ 10 mg di fase liquida SOVRACCARICAMENTO GC7 14/15 4

5 INIEZIONE SPLIT 1. Vaporizzare il campione nell iniettore caldo 2. Ripartire i vapori in modo che solo una parte di questi entrino nella colonna 3. Intervallo comune di rapporti di splittaggio - da 10:1 a 200:1 4. L operatore modifica facilmente il rapporto di splittaggio (aprendo o chiudendo la valvola a spillo) GC7 14/15 5

6 SCHEMA DI UN INIETTORE SPLIT Gas di trasporto setto Spurgo del setto es. 5 ml/min Liner di vetro Rapporto di splittaggio 25:1 Valvola a Spillo sull uscita dello split (sempre aperta) es. 50 ml/min Colonna capillare GC7 14/15 6

7 VANTAGGI DELLO SPLIT 1. Ridotte dimensioni del campione; bande strette 2. Veloce flusso in entrata, alta R 3. Si possono iniettare campioni sporchi (lana di vetro) 4. Semplice da usare (isoterma o TPGC) 5. Iniezione di campioni puliti (solventi, benzina, ecc.) 6. Ottimo per valvole per gas, spazio di testa, SFE, purge and trap. GC7 14/15 7

8 SVANTAGGI DELLO SPLIT 1. Splittaggio non lineare (generalmente si perdono i composti a PM più alto) 2. Degradazione termica sulla superficie metallica calda(può essere utile un liner di vetro disattivato) 3. Discriminazione dovuta all ago caldo della siringa 4. Analisi di composti in tracce limitata ~ ppm con il FID GC7 14/15 8

9 TECNICHE DI INIEZIONE 1. Ad Ago Pieno 2. Ad Ago Freddo 3. Ad Ago Caldo 4. Con tappo di solvente 5. On-Column (più comune ) GC7 14/15 9

10 DISCRIMINAZIONE DELL INIETTORE SPLIT Area dei picchi Normalizzata a C9 (=100) Iniezione di 1 µ l 1:15 split, iniettore a 350 C On-Column Ad Ago Caldo Con tappo di solvente Ad Ago Freddo 25 Ad Ago Pieno Numero di C di n-alcani K. Grob, Jr. e H.P. Neukom, J HRC & CC, 2 (1979) GC7 14/15 10

11 SOMMARIO DELLA INIEZIONE SPLIT 1. Semplice, alta R, buona per: solventi, gas, campioni puliti, SFE MA 2. Tecnica di vaporizzazione a caldo A. Discriminazione da parte della siringa 1. Manuale uso veloce, ago caldo 2. Migliore molto veloce con autocampionatore B. Discriminazione lineare assorbimento 1. Usare lana di vetro silanizzata 2. Area superficiale, forma del liner GC7 14/15 11

12 INIEZIONE SPLITLESS 1. Vaporizzare il campione e iniettarne il 95% in colonna (senza splittare) 2. Stesso apparato dello Split, ma il liner è solitamente più largo (maggior volume di vapori) 3. Più complicato (scelta del solvente, del tempo di splitless, della temperatura della colonna) 4. Dopo aprire la valvola di split, per pulire l iniettore 5. Migliore sensibilità (campioni ambientali, farmaceutici, biomedici) GC7 14/15 12

13 SCHEMA DELL INIETTORE SPLITLESS Gas di trasporto setto Spurgo del setto es. 5 ml/min Liner di vetro Rapporto di splittaggio 25:1 Valvola di splittaggio inizialmente chiusa da aprire in seguito GC7 14/15 13

14 FASI DI UNA INIEZIONE IN SPLITLESS 1. Inserire l ago vuoto della siringa; aspettare 5 secondi 2. Chiudere la valvola di split (necessario lo spurgo del setto) 3. Iniettare 1-3 µl lentamente nella colonna fredda 4. Aprire la valvola di split dopo 45 sec. per pulire l iniettore (30-50 ml/min) 5. Iniziare la programmata di temperatura GC7 14/15 14

15 COME RISOLVE I PROBLEMI DI RISOLUZIONE LA INIEZIONE SPLITLESS? Si devono verificare uno o più dei seguenti meccanismi di riconcentramento della banda : 1) L Effetto Solvente 2) L intrappolamento a freddo 3) L effetto Retention Gap GC7 14/15 15

16 VANTAGGI DELL INIETTORE SPLITLESS 1. Alta sensibilità (> 95% del campione entra in colonna) 2. Buona Riproducibilità 3. Effetto Solvente (bande iniziali strette) GC7 14/15 16

17 SVANTAGGI DELL INIETTORE SPLITLESS 1. Lento trasferimento del campione vaporizzato lentamente si devono concentrare le bande 2. I campioni concentrati devono essere diluiti 3. Necessità di tempo aggiuntivo--si deve raffreddare il forno prima di iniettare 4. Discriminazione dovuta all ago della siringa caldo 5. E il peggiore iniettore per composti labili (tempo di contatto troppo lungo) GC7 14/15 17

18 PROBLEMI LEGATI AL VOLUME DI CAMPIONE INIETTATO Liner con d.i. di 2 mm = 300 µl; 4 mm d.i. = 1200 µl 1µ l di Esano Diclorometano liquido Metanolo Acqua 150 µ l di vapore PV = nrt; V = f (P, T, n) La programmazione della pressione può essere di aiuto GC7 14/15 18

19 LINERS TIPICI ZONA IMPACCATA Massimo 4 cm LINER STRETTO NON IMPACCATO LINER LARGO PER COLONNE WIDE BORE GC7 14/15 19

20 INIETTORE ON COLUMN Ingresso del gas di trasporto Colonna da 0,53 mm GC7 14/15 20

21 INIETTORE DIRETTO Volume di espansione del solvente Ingresso del gas di trasporto Colonna da 0,53 mm GC7 14/15 21

22 VANTAGGI DEGLI INIETTORI DIRETTI Maggiore sensibilità rispetto all iniezione split L assorbimento ridotto di composti attivi Semplici e facili da usare GC7 14/15 22

23 SVANTAGGI DEGLI INIETTORI DIRETTI Iniezioni di quantità piccole di campione (la colonna si sovraccarica). I composti non volatili possono entrare in colonna Flusso di 5-10 cc/min troppo alto per l accoppiamento diretto con il rivelatore MS GC7 14/15 23

24 INIEZIONE ON-COLUMN A FREDDO 1. Il campione viene depositato direttamente nella colonna fredda 2. Richiede una speciale siringa con un ago di diametro tale da poter entrare in colonna. GC7 14/15 24

25 INIETTORE ON-COLUMN A FREDDO Valvola rotante di acciaio Leva per ruotare la valvola Raffreddamento principale ad aria Ingresso del flusso secondario di raffreddamento Ingresso del gas carrier Parete del forno Ingresso del flusso secondario di raffreddamento nel forno Colonna capillare GC7 14/15 25

26 INIETTORE ON-COLUMN A FREDDO ARIA SOTTO PRESSIONE GAS DI TRASPORTO ARIA DI RAFFREDDAMENTO GC7 14/15 26

27 DISCRIMINAZIONE DOVUTA ALLA TECNICA DI INIEZIONE AGO CALDO NELL AGO ON-COLUMN GC7 14/15 27

28 VANTAGGI DELL ON-COLUMN A FREDDO 1. Migliore riproducibilità 2. Accurato non discrimina 3. Nessuna superficie metallica calda GC7 14/15 28

29 SVANTAGGI DELL ON-COLUMN 1. Prodotti non-volatili entrano nella colonna (preparazione del campione più laboriosa!) 2. Si devono diluire i campioni concentrati 3. Più problemi pratici che con l iniettore split; meno che con quello splitless si deve sempre raffreddare il forno prima dell iniezione 4. Più costoso, non disponibile su molti sistemi GC7 14/15 29

30 CONCLUSIONI PER LA SCELTA DI UNA TECNICA DI INIEZIONE 1. Usare on-column a freddo ogni qualvolta sia possibile 2. Quando non usare l on-column: 1. Campioni sporchi 2. Campioni che non richiedono grande accuratezza di analisi 3. Split se: 1. Sufficiente concentrazione; Sufficiente quantità campione 2. Se si è interessati solo ad informazioni qualitative (senza effetto solvente) 3. Gas, solventi, SFE, purge and trap 4. Splitless se si ha necessità di avere più sensibilità GC7 14/15 30

31 RIPRODUCIBILTA DELL INIEZIONE INIEZIONE MAUNALE DI 1,0 MICROLITRO Split Splitless On-Column Impaccato RSD % (Area assoluta) 3,32 5,05 1,09 1,79 RSD % (Area relativa) 0,70 1,85 0,55 0,84 CONCLUSIONI: Area relativa (S.I.) migliore GC7 14/15 31

32 RIPRODUCIBILITA DELL INIEZIONE AUTOCAMPIONATORE INIEZIONE di 1,0 MICROLITRO On-Column Split Splitless Impaccato manuale RSD % (Area assoluta) 1,23 7,68 0,81 1,09 RSD % (Area relativa) 0,17 1,40 0,56 0,55 CONCLUSIONI: L iniezione tramite campionatore è migliore di quella manuale; la GC è un buon metodo quantitativo. GC7 14/15 32