Quali sono i tipi di colonne utilizzate nella gascromatografia (GC)?

Gascromatografia (GC) è una potente tecnica analitica utilizzata per separare, identificare e quantificare i composti volatili in una miscela. Un componente cruciale della GC è la colonna, dove avviene il processo di separazione. Esistono due tipi principali di colonne utilizzate in GC: colonne impaccate e colonne capillari. Ciascun tipo ha i propri sottotipi e applicazioni specifiche, scelti in base alla natura del campione e ai requisiti di analisi.

Colonne compresse

Le colonne compresse sono uno dei primi tipi di colonne utilizzate in GC. Queste colonne sono riempite con una fase stazionaria solida, che può essere costituita da particelle solide o particelle rivestite di solido con una fase liquida. Le colonne impaccate sono tipicamente realizzate in acciaio inossidabile o vetro e hanno una lunghezza da 1 a 5 metri con un diametro interno da 2 a 4 mm. Esistono due tipi principali di colonne compresse:

Colonne tubolari aperte a strato poroso (PLOT)

1. Le colonne PLOT sono piene di particelle solide con un'ampia superficie.
2. Le fasi stazionarie comuni includono allumina, setacci molecolari e polimeri porosi.
3. Queste colonne sono adatte per la separazione di gas permanenti e idrocarburi leggeri.

Colonne tubolari aperte con rivestimento di supporto (SCOT)

1. Le colonne SCOT contengono un materiale di supporto, come farina fossile, rivestito con una fase stazionaria liquida.
2. Offrono una capacità maggiore e vengono utilizzati per analizzare miscele complesse.

Colonne capillari

Le colonne capillari, note anche come colonne tubolari aperte, hanno guadagnato popolarità grazie alla loro elevata efficienza e risoluzione. Queste colonne hanno un diametro molto più piccolo delle colonne impaccate, tipicamente da 0,1 a 0,5 mm, e sono molto più lunghe, variando da 15 a 100 metri. Le colonne capillari sono realizzate in silice fusa rivestita con uno strato polimerico protettivo. Esistono tre tipi principali di colonne capillari:

Colonne tubolari aperte rivestite a parete (WCOT)

1. Le colonne WCOT hanno una pellicola sottile di fase stazionaria liquida rivestita direttamente sulla parete interna del capillare.
2. Sono ideali per analizzare composti volatili e semivolatili.
3. Queste colonne offrono un'elevata efficienza di separazione e sono ampiamente utilizzate nelle industrie ambientale, petrolchimica e alimentare.

Colonne tubolari aperte a strato poroso (PLOT)

1. Simile alle colonne impaccate PLOT, queste colonne capillari sono rivestite con uno strato poroso.
2. Vengono utilizzati per separare gas e idrocarburi volatili.
3. Le fasi stazionarie possono includere materiali come setacci molecolari o allumina.

Colonne tubolari aperte con rivestimento di supporto (SCOT)

1. Le colonne capillari SCOT sono rivestite con un sottile strato di materiale di supporto, che viene poi rivestito con la fase stazionaria liquida.
2. Combinano l'elevata efficienza delle colonne capillari con la maggiore capacità di campione delle colonne impaccate.
3. Queste colonne sono adatte per l'analisi di miscele complesse, come oli essenziali e fragranze.

Scegliere la colonna destra

La selezione della colonna GC appropriata dipende da diversi fattori, tra cui la natura degli analiti, la complessità della matrice del campione, la risoluzione richiesta e l'applicazione specifica. Le considerazioni chiave includono:

• Polarità della fase stazionaria: la corrispondenza della polarità della fase stazionaria con quella degli analiti migliora l'efficienza della separazione. Le colonne non polari, come quelle rivestite con polidimetilsilossano, vengono utilizzate per composti non polari. Le colonne polari, come quelle rivestite con polietilenglicole, sono migliori per i composti polari.
• Dimensioni della colonna: la lunghezza, il diametro interno e lo spessore della pellicola della colonna influiscono sull'efficienza di separazione, sul tempo di analisi e sulla capacità del campione. Le colonne più lunghe forniscono una risoluzione migliore ma richiedono tempi di analisi più lunghi. Le pellicole più spesse sono migliori per gli analiti volatili, mentre le pellicole più sottili offrono tempi di analisi più rapidi.
• Stabilità della temperatura: la colonna deve resistere alle temperature operative richieste per l'analisi. Le colonne con elevata stabilità termica sono essenziali per le applicazioni ad alta temperatura.

Conclusione

Le colonne per gascromatografia sono parte integrante del processo di separazione e analisi in GC. Comprendere i tipi di colonne disponibili (impaccate e capillari) e i rispettivi sottotipi aiuta gli analisti a scegliere la colonna giusta per la loro applicazione specifica. Che si tratti di miscele semplici o complesse, la selezione della colonna appropriata migliora l'efficienza, l'accuratezza e l'affidabilità dei risultati analitici.