ستون GC چیست و انواع آن کدام‌اند ؟ [قیمت ستون gc]

ستون GC

ستون GC (Gas Chromatography Column) یکی از اجزای کلیدی در دستگاه‌های کروماتوگرافی گازی است. این ستون به‌عنوان محلی برای جداسازی ترکیبات مختلف در یک نمونه گازی عمل می‌کند. کروماتوگرافی گازی به‌طور گسترده در صنایع شیمیایی، دارویی، محیط‌زیست و غذایی برای تحلیل ترکیبات فرار و نیمه‌فرار استفاده می‌شود. در این مطلب به بررسی ستون GC و انواع آن، کاربردها و ویژگی‌های ستون کروماتوگرافی گازی خواهیم پرداخت. اجزای تشکیل‌دهنده ستون GC و نکات مهم در انتخاب آن را بررسی می‌کنیم.

تهیه و تولید انواع ستون های جی سی پذیرفته می شود. 

ستون GC چیست ؟ و مزایای استفاده از آن

ستون کروماتوگرافی گازی، قلب تپنده دستگاه کروماتوگرافی گازی است که در آن ترکیبات مختلف بر اساس توزیع بین فاز متحرک (گاز) و فاز ساکن (مایع یا جامد) جدا می‌شوند. این فرآیند به تحلیل و شناسایی مواد فرار در نمونه‌ های مختلف کمک می‌ کند.

• دقت بالا : توانایی جداسازی ترکیبات با دقت بسیار بالا.
• سرعت : زمان جداسازی نسبتاً کوتاه و قابلیت انجام چندین تحلیل در زمان کم.
• تنوع : امکان استفاده از انواع مختلف ستون‌ها برای کاربردهای خاص.

تاریخچه تولید ستون کروماتوگرافی گازی

کروماتوگرافی گازی (GC) یکی از روش‌های کروماتوگرافی است که برای بررسی و جداسازی مواد فرار بدون تجزیه شدن آن‌ها به کار می‌رود. این فناوری در اوایل دهه 1900 توسط «میخاییل سمنوویچ تسوت» کشف شد و از آن زمان تکامل یافته است.

انواع ستون GC – ساختار ستون GC

ستون‌ های جی سی Gas Chromatography Column معمولاً از دو نوع اصلی تشکیل می‌شوند.

1. ستون‌ پر شده (Packed Columns) : این نوع ستون‌ ها از یک لوله توخالی تشکیل می شوند که با یک ماده جاذب پر شده‌اند. دارای قطر بزرگ‌تری نسبت به ستون‌ پوشش‌ دار هستند و برای جداسازی ترکیبات با وزن مولکولی بالا مناسب‌ترند.
2. ستون‌ پوشش‌دار (Capillary Columns) : این ستون‌ ها دارای دیواره‌های داخلی پوشش‌دار از مواد جاذب هستند. قطر داخلی این ستون‌ ها بسیار کوچک است و معمولاً برای جداسازی ترکیبات با وزن مولکولی پایین و دقت بالاتر به کار می‌روند.

 ستون‌های پرشده (Packed Columns)

جنس : معمولاً از فولاد، شیشه یا تفلون ساخته می‌ شوند و با ذرات جامدی مانند سیلیکا پر می‌ شوند.
ویژگی‌

• دارای لایه نازکی از فاز ساکن بر روی دیواره داخلی.
•  طول بیشتر و قطر کوچک‌تر.
• جداسازی بهتر.
• مناسب برای آنالیز گازهای متغیر و ترکیبات آلی.

ستون‌های موئینه (Capillary Columns)

ویژگی‌

• دارای دیواره نازک از فاز ساکن.
• عمل جداسازی با کیفیت بالاتر به دلیل فشار کمتر.
• مناسب برای آنالیز گازهای متغیر و ترکیبات آلی.

انواع ستون‌های کپیلاری

ستون‌ های کپیلاری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

• ستون لوله باز روکش پشتیبانی (SCOT)
• ستون لوله باز دیواره پوششی (WCOT)
• ستون لوله باز لایه متخلخل (PLOT)

کاربرد ستون کروماتوگرافی گازی

ستون‌های GC در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارند، از جمله:

• صنایع شیمیایی : تحلیل ترکیبات شیمیایی و کنترل کیفیت محصولات.
• صنایع دارویی : بررسی خلوص داروها و شناسایی ترکیبات فعال.
• محیط‌زیست : تحلیل آلودگی‌های هوا و آب.
• صنایع غذایی : بررسی عطر و طعم و شناسایی افزودنی‌ها و آلودگی‌ها.
• جداسازی و تحلیل ترکیبات فرار.
• شناسایی مولکول‌ها با استفاده از طیف‌سنجی جرمی.
• استفاده در آزمایشگاه‌ها برای تجزیه و تحلیل مواد.

ویژگی ستون GC

• ابعاد : معمولاً 1.5 تا 10 متر طول و 2 تا 4 میلی‌متر قطر.
• جنس : از فولاد ضد زنگ یا شیشه ساخته می‌شوند.

 اجزای تشکیل‌دهنده ستون GC

1. گاز حامل : معمولاً هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن.
2. سیستم تنظیم کننده مقدار گاز : برای کنترل دبی گاز حامل.
3. محل تزریق نمونه : جایی که نمونه‌ها وارد سیستم می‌شوند.
4. ستون کروماتوگرافی : وظیفه تفکیک و جداسازی مواد.
5. کوره و سیستم تنظیم دما : برای کنترل دما.
6. آشکارساز : برای شناسایی ترکیبات جدا شده.
7. سیستم شناساگر : برای ثبت و تجزیه و تحلیل داده‌ها.

 گارد ستون GC

گارد ستون در کروماتوگرافی گازی (GC) به عنوان یک ابزار مهم برای محافظت از ستون اصلی عمل می‌کند. این گارد معمولاً در ابتدای ستون قرار می‌گیرد و وظایف زیر را بر عهده دارد:

1. محافظت از ستون اصلی : گارد ستون از آلودگی و آسیب‌هایی که ممکن است به ستون اصلی وارد شود، جلوگیری می‌کند. این امر به ویژه در آنالیز نمونه‌های پیچیده یا آلوده اهمیت دارد.
2. جذب ناخالصی‌ : گارد ستون می‌تواند ناخالصی‌ها و ترکیبات غیر ضروری را قبل از ورود به ستون اصلی جذب کند، که به بهبود دقت نتایج کمک می‌کند.
3. طول عمر بیشتر : با جلوگیری از ورود مواد مضر به ستون اصلی، گارد ستون می‌تواند طول عمر ستون را افزایش دهد و نیاز به تعویض آن را کاهش دهد.
4. تنظیم شرایط آنالیز : گارد ستون می‌تواند به تنظیم شرایط آنالیز کمک کند و به بهبود عملکرد کلی دستگاه GC منجر شود.

به طور کلی، استفاده از گارد ستون به بهبود کیفیت و دقت نتایج آنالیز کمک می‌کند و از هزینه‌های اضافی ناشی از تعویض مکرر ستون جلوگیری می‌کند.

ویژگی‌های بهترین مدل‌های ستون کروماتوگرافی گازی

• کارایی بالا در جداسازی و تجزیه و تحلیل.
• دقت و صحت در آنالیز نمونه‌ها.
• سازگاری با انواع آشکارسازها.
• مقاومت در برابر فشار و دمای بالا.
• طول عمر و دوام مناسب.

روش تمیز کردن و نگهداری از ستون GC

• شستشوی دوره‌ای با حلال‌های مناسب.
• کنترل دما و فشار در حین استفاده.
• استفاده از گاز حامل خالص.
• بازرسی منظم برای تشخیص نشتی یا خرابی.

نحوه عملکرد ستون GC (کروماتوگرافی گازی)

ستون کروماتوگرافی گازی (GC) با تبدیل نمونه‌ها به بخار و تزریق آن‌ها به داخل ستون عمل می‌کند. گاز حامل (مانند هلیوم یا نیتروژن) به عنوان فاز متحرک عمل کرده و نمونه‌ها را به سمت ستون هدایت می‌کند، جایی که فاز ساکن (جامد یا مایع) بر روی دیواره داخلی ستون قرار دارد. ترکیبات موجود در بخار نمونه با فاز ساکن تعامل کرده و زمان ماند متفاوتی در ستون دارند که باعث جداسازی آن‌ها می‌شود.

پس از جداسازی، ترکیبات به ترتیب زمان ماند از ستون خارج شده و به آشکارساز منتقل می‌شوند، جایی که شناسایی و تحلیل می‌شوند. این فرآیند به تحلیل دقیق و شناسایی مواد فرار کمک می‌کند و در زمینه‌های مختلفی مانند شیمی، داروسازی و محیط زیست کاربرد دارد.

عملکرد ستون GC به‌صورت زیر است:

1. ورود نمونه : نمونه گازی به همراه گاز حامل (معمولاً هلیوم یا نیتروژن) وارد ستون می‌شود.
2. جداسازی : ترکیبات موجود در نمونه به‌دلیل تعاملات مختلف با ماده جاذب موجود در ستون، با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کنند. این امر منجر به جداسازی ترکیبات می‌شود.
3. خروج ترکیبات : ترکیبات جدا شده به ترتیب از ستون خارج می‌شوند و به دتکتور (Detector) منتقل می‌شوند.
4. تحلیل داده‌ها : دتکتور سیگنال‌هایی تولید می‌کند که به‌وسیله نرم‌افزارهای تحلیلی به اطلاعات قابل فهم تبدیل می‌شوند.

نکات مهم در انتخاب و خرید ستون GC

انتخاب ستون مناسب بر اساس چندین عامل انجام می‌شود.

• نوع ترکیبات مورد تجزیه.
• خواص فیزیکی و شیمیایی ترکیبات.
• نوع آشکارساز مورد استفاده.

نتیجه‌گیری

ستون GC یکی از اجزای حیاتی در تحلیل‌های کروماتوگرافی گازی است که با ارائه دقت و سرعت بالا، به پژوهشگران و متخصصان این امکان را می‌دهد که ترکیبات مختلف را به‌طور مؤثر شناسایی و تحلیل کنند. با توجه به کاربردهای گسترده این تکنیک، ستون‌های GC به‌عنوان ابزاری ضروری در بسیاری از صنایع و آزمایشگاه‌ها شناخته می‌شوند.

پرسش و پاسخ متداول (FAQ)

ستون کروماتوگرافی گازی چیست ؟ ستون کروماتوگرافی گازی بر پایه تفاوت‌ های در جذب و تقسیم ترکیبات بین دو فاز جامد و یک فاز گازی استوار است.

چگونه می‌توان ستون مناسب GC را انتخاب کرد ؟ انتخاب ستون مناسب بر اساس نوع ترکیبات مورد تجزیه، خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها و نوع آشکارساز مورد استفاده انجام می‌شود.