Guida all'uso della FAST-GC

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1 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 w50 tr 2 ;dove :tr=tempodi 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 piatti teorici (N); come si può vedere anche dalla tabella 1, una colonna per FAST- GC 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 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).

2 Dimensioni delle colonne FAST-GC. Diametro Interno 50 µm 100 µm Lunghezza Spessore Film Piatti Teorici (N) 2.5 m 5 m 5 m 10 m 0.05 µm 0.10 µm 0.05 µm 0.10 µm 0.10 µm 0.20 µm 0.10 µm 0.20 µm 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 µ m 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.

3 Linee Guida di Utilizzo per la FAST-GC. GC TRADIZIONALE Colonna: FAST-GC Colonna: tipicamente colonne con diametri interni di 0.25/0.32 mm di lunghezze pari a 25, 30, 50m. Programmata di Temperatura: colonne con diametri interni di 0.05/0.10mm di lunghezze pari a 5, 10m. Programmata di Temperatura: 1 20 C/min Iniezione: C/min Iniezione: con le normali tecniche di iniezione è possibile la quantità iniettata deve essere almeno 10 iniettare quantità modeste, ad esempio 1µl di volte inferiore rispetto alla GC tradizionale. una soluzione diluita con rapporti di splittaggio Tipicamente si utilizzano rapporti di pari a 1:20, 1:50. 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 le novità relative a questo rivoluzionario iniettore. Gas di Trasporto: Gas di Trasporto: i flussi di gas in colonna (con Elio e Idrogeno) i flussi ottimali per la FAST-GC sono intorno variano a seconda delle dimensioni agli 0.5 ml/min per le colonne da 10m caratteristiche della colonna. 0.10mm, di 0.3 ml/min per le colonne 5m Si hanno comunque flussi non inferiori a 0.8 ml/ 0.05mm. (Vedi figure n. 3, 4 di seguito). min. Scarica nella sezione Supporto del sito Scarica nella sezione Supporto del sito la tabella dei flussi e delle la tabella dei flussi e delle pressioni per le colonne. pressioni per le colonne. Larghezza dei Picchi: Larghezza dei Picchi: 2 6 s Rilevatore: si possono utilizzare tutti i tipi di detector. Tempo di Analisi: min s Rilevatore: 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: 1 10 min Tabella 2. Tabella riassuntiva di confronto tra i parametri fondamentali utilizzati in GC Tradizionale e in FAST-GC.

4 Pressioni e Flussi Consigliati IDROGENO Gas di Trasporto (40 80 cm/s) L \ d.i. 50 µm 100 µm 5 m kpa kpa psi psi bar bar ml/min ml/min 10 m kpa psi bar ml/min ELIO Gas di Trasporto (32 45 cm/s) L \ d.i. 50 µm 100 µm 5 m kpa kpa psi psi bar bar ml/min ml/min 10 m kpa psi bar 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 nella sezione Supporto Download per scaricare la tabella con i flussi e le pressioni consigliate completa per tutti i tipi di colonne.

5 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 Note MEGA 1 FAST MEGA 10 FAST MEGA 101 FAST MEGA 13 FAST MEGA 17 FAST MEGA 1701 FAST MEGA 20 FAST MEGA 200 FAST MEGA 225 FAST MEGA 5 FAST MEGA 50 FAST MEGA 624 FAST MEGA ACID FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) 100% Cianopropil Polisilossano (Polarità Alta) 100% Metil Polisilossano (Apolare) 13% Fenile, 87% Metil Polisilossano (Polarità Media) 50% Fenile, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) 7% Cianopropil, 7% Fenil, 86% Metil Polisilossano (Polarità Media) 20% Fenil, 80% Metil Polisilossano (Polarità Media) Trifluoropropil Metil Polisilossano (Polarità Alta) 25% Cianopropil, 25% Fenil, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) 5% Fenil, 95% Metil Polisilossano (Polarità Bassa) 50% Cianopropil, 50% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) 3.5% Cianopropil, 3.5% Fenil, 93% Metil Polisilossano (Polarità Media) Polietilenglicole (PEG) Acid (Polarità Alta) MEGA PLUS FAST Copolimero Polietilenglicole (PEG) + Metil Polisilossano (Polarità Medio-Alta) Senza Equivalenti MEGA JXR FAST MEGA PS255 FAST MEGA PS264 FAST MEGA SE30 FAST MEGA SE54 FAST MEGA WAX FAST 100% Metil Polisilossano (Apolare) 1% Vinil, 99% Metil Polisilossano (Apolare) 5.8% Fenil, 0.2% Vinil, 94% Metil Polisilossano (Polarità Medio-Bassa) 100% Metil Polisilossano (Apolare) 5% Fenil, 1% Vinil, 94% Metil Polisilossano (Polarità Bassa) Polietilenglicole (PEG) (Polarità Alta) Disponibile anche per Alta Temperatura (fino a300 C!) Visita il nostro catalogo online all'indirizzo 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!

6 PESTICIDI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco Via P.Giuria, 9 Torino Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-1701 FAST Iniettore Split 230 C 1 α-hch Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl 2 γ-hch Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano 3 Heptachlor Lunghezza 5 m Oven T iniziale 50 C (0.1 min) 4 Chlorotalonil Rampa 50 C/min 5 / T finale 250 C (5 min) 6 Parathion-Me Rivelatore FID 250 C 7 Malathion Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Fenotrothion Parathion-Et / Fenitrothion Chlordane-Cis + Trans Dieldrin o,p'-ddt β-endosulfan p,p'-ddt 17 / 18 Tetradifon

7 PESTICIDI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco Via P.Giuria, 9 Torino Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-SE54 FAST Iniettore Split 230 C 1 α-hch Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl 2 γ-hch Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano 3 Chlorotalonil Lunghezza 5 m Oven T iniziale 50 C (0.1 min) 4 Heptachlor Rampa 15 C/min 5 Parathion-Me T finale 250 C (5 min) 6 Paraoxon-E Rivelatore FID 250 C 7 Malathion Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Fenitrothion Parathion-Et / Chlordane-Trans Chlordane-Cis + α-end. Dieldrin β-endosulfan o,p'-ddt 16 p,p'-ddt 17 Tetradifon

8 ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco Via P.Giuria, 9 Torino Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-1701 FAST Iniettore Split 230 C 1 Limonene Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl 2 Linalol Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano 3 Benzyl Alcohol Lunghezza 5 m Oven T iniziale 50 C (0.1 min) 4 Veratrol Rampa 50 C/min 5 Me-Octynoate T finale 250 C (5 min) 6 Citronellol Rivelatore FID 250 C 7 / Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min 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

9 ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco Via P.Giuria, 9 Torino Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-SE54 FAST Iniettore Split 230 C 1 Benzyl Alcohol Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl 2 Limonene Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano 3 Linalol Lunghezza 5 m Oven T iniziale 50 C (0.1 min) 4 Veratrol Rampa 15 C/min 5 Me-Octynoate T finale 250 C (5 min) 6 Citronellol Rivelatore FID 250 C 7 Citral 1 Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min 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 Ph-Decanone 1-Ph-Decanone Bz. Cynnamate

10 ALLERGENI Cortesia Prof. C. Bicchi, C. Brunelli Università di Torino, Dipartimento Scienza e Tecnologia del Farmaco Via P.Giuria, 9 Torino Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-WAX FAST Iniettore Split 230 C 1 Limonene Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl 2 Linalol Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano 3 Me-Octynoate Lunghezza 5 m Oven T iniziale 50 C (0.1 min) 4 Neral Rampa 50 C/min 5 Veratrol T finale 230 C (2 min) 6 Geranial Rivelatore FID 250 C 7 / Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min 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

11 BERGAMOTTO 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 5 m Iniettore Split 230 C Volume iniezione Diluizione campione 1: µl in Cicloesano Oven T iniziale Rampa T finale 50 C (0.1 min) 50 C/min 250 C (5 min) Rivelatore FID 250 C Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Identificazione α-pinene β-pinene Myrcene Limonene p-cimene γ-terpinene Linalool Linalyl Acetate

12 BERGAMOTTO 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 5 m Iniettore Split 230 C Volume iniezione Diluizione campione 1: µl in Cicloesano Oven T iniziale Rampa T finale 50 C (0.1 min) 15 C/min 250 C (5 min) Rivelatore FID 250 C Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Identificazione α-pinene β-pinene Myrcene p-cimene Limonene γ-terpinene Linalol Linalyl Acetate

13 BERGAMOTTO 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 5 m Iniettore Split 230 C Volume iniezione Diluizione campione 1: µl in Cicloesano Oven T iniziale Rampa T finale 50 C (0.1 min) 30 C/min 250 C (5 min) Rivelatore FID 250 C Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Identificazione β-pinene Myrcene p-cimene Limonene γ-terpinene Linalool Linalyl Acetate

14 Solventi Residui Spazio di Testa USP 467 OVIs Colonna Condizioni Identificazione Fase stazionaria MEGA-624 FAST Iniettore Split 250 C 1 Diclorometano Diametro interno 0.10 mm Rapporto split 1:100 2 Cloroformio Spessore film 0.45 µm Volume iniezione 0.5 ml 3 Benzene Lunghezza 10 m Incubazione HS 45 min 80 C 4 Tricloroetilene Oven T iniziale 35 C 5 1,4 Diossano Rampa 15 C/min T finale 100 C Vial per HS in Acqua Rivelatore FID 290 C Gas di Trasporto Idrogeno 0.4 ml/min Analisi eseguita su DANI MASTER GC

15 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 MEGA-1701 Iniettore Split 230 C Oven T iniziale 50 C (0.1 min) Diametro interno 0.25 mm Volume iniezione 1.0 µl Rampa 3 C/min Spessore film 0.3 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano T finale 250 C (5 min) Lunghezza 25 m Gas di trasporto Idrogeno 1.5 ml/min Rivelatore FID 250 C GC Convenzionale min

16 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 MEGA-1701 FAST Iniettore Split 230 C Oven T iniziale 50 C (0.1 min) Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl Rampa 50 C/min Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano T finale 250 C (5 min) Lunghezza 5 m Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Rivelatore FID 250 C FAST - GC min

17 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 MEGA-SE54 Iniettore Split 230 C Oven T iniziale 50 C (0.1 min) Diametro interno 0.25 mm Volume iniezione 1.0 µl Rampa 3 C/min Spessore film 0.3 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano T finale 250 C (5 min) Lunghezza 25 m Gas di trasporto Idrogeno 1.5 ml/min Rivelatore FID 250 C GC Convenzionale min

18 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 MEGA-SE54 FAST Iniettore Split 230 C Oven T iniziale 50 C (0.1 min) Diametro interno 0.1 mm Volume iniezione 1.0 µl Rampa 50 C/min Spessore film 0.1 µm Diluizione campione 1:200 in Cicloesano T finale 250 C (5 min) Lunghezza 5 m Gas di trasporto Idrogeno 0.5 ml/min Rivelatore FID 250 C FAST - GC 8.5 min