Laurea Magistrale in Chimica
Applicazioni avanzate della gascromatografia
nelle analisi alimentari
Gascromatografia veloce (Fast GC) e
gascromatografia bidimensionale (GC x GC)
Bologna, 13 Novembre 2009
Federico Ferioli
Caratteristiche strumentali ed applicazioni
della gascromatografia veloce (Fast GC)
• La gascromatografia capillare (CGC)
rappresenta la tecnica strumentale più
adatta per l’analisi di miscele complesse di
composti volatili e semi-volatili; diversi
sono i settori in cui la gas cromatografia
capillare trova applicazione: alimentare,
ambientale, farmaceutico, medico.
• L’impiego
di
colonne
capillari
relativamente lunghe (≥ 30 m, 0,25 mm i.d.)
ha come conseguenza tempi di analisi
elevati (30-180 min).
• Negli ultimi 15-20 anni l’interesse della
comunità analitica si è rivolto verso lo
sviluppo di metodi gascromatografici che
garantissero
un’elevata
capacità
di
separazione ma in tempi relativamente
brevi.
Fasi dell’analisi gas cromatografica
1. Preparazione del campione.
2. Iniezione del campione, separazione e rivelazione.
3. Raffreddamento del sistema cromatografico.
4. Elaborazione dei dati.
Le prime due fasi influenzano significativamente i tempi e i costi di
analisi, selettività e sensibilità, robustezza, accuratezza e precisione
del metodo.
L’utilizzo di colonne a ridotto diametro interno (“narrow bore”)
consente di ottenere tracciati analoghi a quelli ottenuti con colonne
capillari convenzionali ma in temi 5-10 volte inferiori.
Colonne narrow-bore
un’ampia gamma di
stazionarie
con
fasi
Miglioramenti strumentali
Possibilità
utilizzo
Fast GC
di
della
Storia della Fast GC
1960’s: Desty dimostra il potenziale di colonne con diametro interno
ridotto.
Problema: mancanza di un sistema automatizzato di iniezione del
campione.
Altri espedienti: colonne multicapillari, colonne capillari più corte,
colonne wide-bore mantenute sotto vuoto, programmi di temperatura
accelerati.
Utilizzo
di
colonne capillari
narrow-bore
Caratteristiche strumentali richieste
Rapido
sistema
automatizzato;
di
iniezione
Elevati pressioni in testa alla colonna;
Elevati rapporti di splittaggio;
Rampe di temperatura accelerate;
Veloce acquisizione dei dati.
Scopo dell’utilizzo della Fast GC
Garantire una capacità risolutiva ed un efficienza
confrontabili con quelle della GC convenzionale;
Ridurre i tempi di analisi da 3 da 10 volte;
Attendibilità dei risultati analitici .
Parametri analitici correlati con l’utilizzo della Fast GC
Lunghezza
e
diametro interno
della colonna
Spessore della
fase stazionaria
Velocità lineare
del
gas
di
trasporto
Velocità
della
rampa
di
temperatura
Scelta del gas di
trasporto
GC covenzionale vs. Fast (e Ultra fast) GC:
caratteristiche strumentali ed analitiche
Parametro analitico
GC convenzionale Fast GC/Ultra fast GC
Diametro interno colonne
0,25-0,32 mm
0,10-0,18 mm (Fast GC)
≤ 0,050 mm (Ultra fast GC)
Lunghezza delle colonne
25-100 m
5-15 m
Spessore fase stazionaria 0,25-5 μm
0,05-0,40 μm
Tempi di analisi
30-180 min
2-30 min
Gas di trasproto
Elio, idrogeno
Idrogeno
Principi della Fast GC
Decremento
analisi:
dei
tempi
di
Colonne capillari più corte;
Elevate velocità lineari del gas
di trasporto;
Rapide rampe di temperatura.
La perdita in efficienza viene
compensata da:
Minor diametro interno delle
colonne (“narrow bore”);
Film di fase stazionarie meno
spesso;
Idrogeno come gas di trasporto.
Tutti i parametri vanno ottimizzati insieme
Riduzione dei tempi di analisi + risoluzione cromatografica accettabile
Dimensioni della colonna
Colonna per fast GC: ≤ 20 m, 0,10-0,18 mm I.D.
Un diametro interno ridotto garantisce:
1. un miglior rapporto segnale rumore (aumento della sensibilità);
2. riduce la resistenza al trasferimento di massa degli analiti nella
fase gassosa;
3. riduce l’allargamento di banda rispetto alle colonne convenzionali in
quanto gli analiti sono diluiti in un volume minore di gas di trasporto.
Pressione in testa alla colonna
Ad
un
decremento del
diametro interno
segue
un
incremento della
contropressione
del sistema.
Capacità delle colonne
Le colonne narrow-bore utilizzate in fast GC sopportano quantità di
campione ridotte rispetto alla GC convenzionale (films sottili di fase
stazionaria).
Per evitare il sovraccarico della colonna elevati e riproducibili rapporti di
splittaggio devono essere utilizzati (flussi di splittaggio: 1200 mL/min)
La sensibilità del sistema cromatografico viene garantita dalla formazione
di picchi più stretti.
Rivelazione degli analiti
I picchi prodotti dalla fast GC sono stretti.
I detector devono possedere un’elevata velocità di acquisizione dei dati;
una velocità di acquisizione lenta può condurre ad errori in fase di
quantificazione.
Una velocità di acquisizione troppo elevata può portare ad un’elevato
rumore di fondo e ad un decremento della sensibilità.
10 punti per la metà superiore del picco sono sufficienti per una corretta
ricostruzione del picco.
Efficienza delle colonne narrow-bore
Efficienza: risoluzione degli analiti e capacità di
ridurre l’allargamento di banda.
A parità di lunghezza, una diminuzione del diametro
interno della colonna porta ad un incremento
dell’efficienza (numero di piatti).
Colonna 10 m x 0.10 mm I.D., 0,10 μm ≈ Colonna 25 m
x 0,25 mm I.D., 0,25 μm (≈ 100000 piatti teorici).
Colonne narrow-bore (< 0,25 mm I.D.) relativamente
corte (10-15 m) offrono un’efficienza analoga o
superiore a quella di colonne più larghe ma con
diametro interno maggiore.
Colonne narrow-bore consentono di operare a velocità lineari maggiori
ū: velocità lineare (cm/sec) alla quale il
gas di trasporto si muove in colonna.
ūopt: velocità lineare ottimale alla quale
l’efficienza della colonna è massima.
ū < ūopt: elevata risoluzione, tempi di
analsi elevati, picchi allargati.
ū > ūopt: tempi di analisi ridotti, picchi
distorti, risoluzione inadeguata.
Per ottenere tempi di analisi ridotti
senza perdere in efficienza si deve
adottare una velocità lineare la più
elevata
possibile,
che
fornisca
prestazioni analoghe a quelle ottenute
con ūopt.
HETP (altezza equivalente a un piatto
teorico): lunghezza della colonna in cui
si verifica la ripartizione dell’analita tra
fase stazionaria e fase mobile.
Curve di Golay: HETP vs. ū
HETP è una misura dell’efficienza della
colonna.
Idrogeno come gas di trasporto
Elevata efficienza + Riduzione dei tempi di analisi
Punti di minimo delle curve:
He, 0,109 mm, 45 cm/sec;
H2, 0,093 mm, 70 cm/sec.
Per l’idrogeno si osservano i più
bassi valori di HEPT rispetto
agli altri gas usati come carrier
in GC (minor allargamento di
banda, maggior efficienza).
L’idrogeno mostra la velocità
ottimale
più
elevata
e
garantisce minori tempi di
analisi.
La curva di Golay dell’idrogeno è relativamente piatta intorno al punto di
minimo: possibilità di operare ad elevate velocità lineari senza una significativa
perdita di efficienza.
Sono richieste precauzioni di sicurezza nell’utilizzo dell’idrogeno (es.: utilizzo
di generatori al posto delle bombole).
Applicazioni della FAST GC - FAMEs
PUFA di origine marina
Applicazioni della FAST GC - FAMEs
PUFA di origine marina
Applicazioni della FAST GC - Aromi
Oli essenziali di limone
Applicazioni della FAST GC - Aromi
Allergeni in un profumo commerciale
Applicazioni della FAST GC - Pesticidi
Pesticidi organoclorurati
Applicazioni della FAST GC - Pesticidi
Pesticidi organoclorurati
Fast GC e determinazione degli acidi grassi trans
Perché quantificare con accuratezza gli acidi grassi trans negli alimenti:
esiste una relazione fra il consumo di alimenti contenenti acidi grassi
trans e i livelli del colesterolo LDL;
elevati livelli di colesterolo LDL sono associati all’aumento del rischio di
coronopatie (coronary heart disease, CHD).
Cosa sono gli acidi grassi trans (grasso trans):
derivano dall’idrogenazione di oli liquidi, processo che ne aumenta la
consistenza e la stabilità.
Principali alimenti contenenti acidi grassi trans: oli vegetali, crackers,
dolciumi, cibi cotti al forno, biscotti, spuntini, cibi fritti, condimenti per
insalata e altri alimenti confezionati.
La Food and Drug Administration (FDA) ha recentemente imposto che
la quantità di acidi grassi trans di un alimento sia inclusa nella lista
Nutrition Facts.
Necessità di metodo analitico efficiente per la quantificazione degli
acidi grassi trans
GC capillare: strumento più usato per la separazione degli isomeri cistrans in campioni di alimenti.
Estrazione della
sostanza grassa
Derivatizzazione
degli acidi grassi
nei corrispondenti
esteri
metilici
(FAME)
Analisi CGC
Punti critici: velocità dell’analisi e risoluzione delle coppie critiche
Strategie usate per applicare la Fast GC nell’analisi dei FAME:
1. Impiego di colonne narrow bore (<0,25 mm I.D.);
2. Maggiori velocità lineari;
3. Programmi di temperatura veloci;
4. Idrogeno come gas di trasporto.
Selettività della fase stazionaria della colonna:
Colonne polari in polietilene glicole: risolvo i FAME in base al grado di
insaturazione;
Colonne molto polari a base di cianosilicone: risolvono gli isomeri
cis/trans e gli isomeri posizionali e geometrici.
Tempi di analisi molto brevi (< 5 min) ma minima risoluzione degli
isomeri cis/trans.
Per la risoluzione degli isomeri cis/trans è necessaria una colonna
altamente polare a base cianosiliconica.
I tempi di analisi restano brevi e migliora la separazione dei gruppi
isomerici cis e trans, con gli isomeri trans che eluiscono prima dei cis.
Risoluzione degli isomeri posizionali cis e trans: viene generalmente condotta utilizzando
colonne cianopropiliche lunghe (100 m).
Colonne narrow-bore di media lunghezza non hanno fornito prestazioni soddisfacenti
anche per la limitata capacità di campione e la tendenza a sovraccaricarsi.
Per ridurre i tempi di analisi sono state prese in considerazione colonne
da 0,18 mm (i.d.).
Una
colonna
cianopropilica da
75 mm e 0,18 mm
di
diametro
interno offre una
risoluzione simile a
quella
della
colonna da 100 m
in un tempo di
analisi
significativamente
più breve.
Ultra Fast GC
Alta produttività
Elevata accuratezza
Velocità di analisi
Cosa si intende per
ULTRA FAST GC
L’ULTRAFAST e’ una tecnica gascromatografica
che permette l’utilizzo di rampe termiche con
notevoli incrementi di temperatura.
Tecnica
GC tradizionale
Fast GC
Ultra fast GC
Velocita’ di riscaldamento (°C/min)
fino a 20
fino a 120
fino a 1200
Il modulo colonna nel forno
Il modulo Ultra-Fast GC è installato in un Trace GC
ULTRA con
un rivelatore Fast FID (ad alta
velocità di acquisizione)
Opzioni possibili:
SSL/FID
PTV/FID
Ultra fast GC: il forno
Il riscaldamento della colonna avviene per contatto diretto con
l’elemento riscaldante; la ventola del forno viene utilizzata solo
nella fase di raffreddamento del cassetto.
Strumento:
flessibile e reversibile
Trace GC Ultra può essere utilizzato come un forno tradizionale a
circolazione di aria in combinazione con altri iniettori (es.: oncolumn).
Riproducibilita’: stabilita’ della
rampa termica
UFGC (direct resistive heating)
Forno convenzionale per “fast” GC
Modulo ULTRAFAST
La colonna è montata in una scatola di metallo
Elemento Colonna capillare
riscaldante
Assemblaggio
della colonna
Sensore
Fibra ceramica di temperatura
Il sensore della temperatura e l’elemento riscaldante avvolgono la
colonna e sono inclusi nel modulo
DIMENSIONI: le colonne sono normalmente da 2,5,10 metri con diametro
interno di 0,1 mm; ma con possibilità su richiesta di avere altre dimensioni.
Modulo ULTRAFAST: vantaggi
Tempi di analisi più veloci anche di 30 volte
Tempo medio di analisi qualche minuto
Tempo di raffreddamento da 350°C a 50 °C circa 1 min.
Riproducibilità dei tempi di ritenzione elevata
Compressione dei picchi
Possibilità di lavorare in splitless
Alta sensibilità anche nell’analisi di composti in tracce
Vita media di una colonna più lunga (1000 cicli, più di
3 volte di una colonna tradizionale)
Esempi di applicazioni
Petrolchimica
Sim-Dist (D2887 – D3710)
Olefine
Alimenti & Aromi
FAMEs
Oli essenziali
Fragranze
Ambiente
Oli minerali (ISO 9377-2, ISO TR 11046)
PAH, Ftalati
VOC
Chimica-Farmaceutica
Solventi
Petrolchimica:Ultra Fast SimDist - D2887
Campione di riferimento di oli (ASTM 2887)
Tradizionale GC (25 min)
UltraFast GC (meno di 80 sec)
Petrolchimica:Ultra Fast SimDist - D2887
Standard
Reference oil
Colonna:
5 m x 0,32 mm i.d., 0,25 µm RTX1
Programma di temperatura:
40°C (0,1’), 5°C/s to 370°C (0,5’)
90 sec
Ultra Fast: Estrazione con
Spazio di Testa C5-C13
Alimenti: Esteri metilici degli
acidi grassi
UFGC
GC
tradizionale
Alimenti: Esteri metilici in olio
di oliva
6
1
Col.: MEGAWAX
5m x 0,1mm, 0,2um FT
Temperature program:
150 (10 s), 1,7 °C/s, 250 (20 s)
7
Conventional GC
(20 min.)
5
2
8
9
34
0
0.25
0.5
0.75
10
1
11
12
13 14
1.25
1.5
time (min)
1) Palmitic (C16:0)
5) Stearic (C18:0)
9) Arachidic (C20:0)
13) Lignoceric (C24:0)
2) Palmitoleic (C16:1)
6) Oleic (C18:1n9c)
10) Eicosenoic (C20:1)
14) Nervonic (C24:1)
3) Heptadecanoic (C17:0) 7) Linoleic (C18:2n6c) 11) Behenic (C22:0)
4) Heptadecenoic (C17:1)
8) Linolenic (C18:3n6) 12) Tricosanoic (C23:0)
linalyl acetate
a-terpineol
neryl acetate
geranyl acetate
trans-b-ocimene
limonene
cis-b-ocimene
linalool
b-cariophyllene
Fragranze: Analisi di oli essenziali
Colonna:
d-germacrene
Salvia
100 sec
5 m x 0,1 mm i.d., 0,1 µm OV1
Programma di temperatura:
50°C(0,1’), 150°C/min to 250°C (1’)
Split Ratio 1:600
bicycle d-germacrene
a-pinene
myrcene
g-terpinene
b-pinene
limonene
sclareol
linalool
linalyl acetate
Bergamotto
50 sec
Ambiente:oli minerali in acqua e
terreno
2250
2000
C10
1750
GC convenzionale
(mVolt)
1500
1250
1000
C40
20 min
750
500
Raffreddamento
250
0
0
200
400
600
800
1000
1200
(sec)
2250
1750
2250
2250
2000
2000
1750
1750
1500
1500
1250
1250
1500
1500
1250
(mVolt)
1000
1000
(mVolt)
1250
(mVolt)
(mVolt)
Ultra Fast GC
2000
1750
1000
750
750
750
500
500
500
250
250
250
250
0
0
20
40
60
(sec)
80
100
120
0
0
0
20
40
60
(sec)
80
100
120
2000
1750
1500
1000
750
500
2250
(mVolt)
2250
2000
1250
1000
750
500
250
0
0
0
20
40
60
(sec)
80
100
120
0
20
40
60
80
100
120
(sec)
5 cicli completi al posto di 1!
0
20
40
60
(sec)
80
100
120
Analisi di n-alcani in modalita’
splitless
(1 ng/ul)
Campione: nC10-nC25 mix, 1-2 ng/ul
Solvente: n-pentane
Colonna: 5 m x 0,1 mm i.d., 0,1 um RTX5
Programma di temperatura:
40 (0,3’) to 330°C @ 5°C/s
Liner: 105 mm x 2 mm i.d.
Tempo di splitless: 0,2 min
Surge pressure: 400 kPa for 0,2 min
Carrier: H2 @ 1 ml/min
Volume iniettato 0,5 ul
5
3
4
6
7
2
8
9
1 nC10
2 nC12
3 nC14
4 nC16
5 nC18
6 nC20
7 nC22
8 nC23
9 nC25
1
Time (s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Riproducibilita’: tempi di ritenzione/area
dei picchi (modalita’ splitless)
Analisi di n-alcani
RT
Aree
Composto
½ Height
width (s)
Media (s)
SD (s)
Media
(counts)
RSD
%
1 nC10
0,145
31,39
0,027
404595
1,9
2 nC12
0,115
39,07
0,019
596563
1,3
3 nC14
0,095
44,78
0,016
631625
1,1
4 nC16
0,100
49,64
0,018
632721
1,7
5 nC18
0,110
54,05
0,018
1086338
1,7
6 nC20
0,110
58,08
0,019
731104
1,5
7 nC22
0,120
61,76
0,016
719224
1,5
8 nC23
0,120
63,49
0,018
684827
1,8
9 nC25
0,130
66,76
0,018
764068
1,5
Ambiente: Analisi di PAHs (Splitless)
Separation of critical pairs
Meno di 2,5 min (2°C/s)
11
12
14
15
3
4
5
6
2
7
8
11
9
10
20
40
127
129 139
141
143
13
1
0
12
125
60
80
Time (s)
100
120
15
14
140
16
160
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Naphthalene
Acenaphthylene
Acenaphthene
Fluorene
Phenanthrene
Anthracene
Fluoranthene
Pyrene
Benzo(a)anthracene
Chrysene
Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)pyrene
Indeno(1,2,3,-c,d)pyrene
Dibenzo(a,h)anthracene
Benzo(g,h,I)perylene
Analisi degli Olii essenziali: Menta
(colonna apolare)
7
8+9+10
11
Courtesy
of
University)
16
5
1
2 3
20
13
6
25
30
17
(Torino
18
15
19
35
Bicchi
Column: RTX5 5m x 0,1 mm i.d., 0,1 um FT
T prog.: 50 to 250 at 2,5 °C/s
mentho
l
12 14
4
Prof.
40
45
50
55 s
55
time (s)
1) a-Pinene
6) g-Terpinene
11) Menthol
16) Menthyl acetate
2) Sabinene Hydrate 7) Menthone
12) Terpinenene-4-ol 17) b-Cariophyllene
3) b-Pinene
8) i-Menthone
13) a-Terpineol
4) 1,8-Cineole
9) Menthofurane 14) Pulegone
5) Limonene
10) neo-menthol
15) Piperitone
18) D-Germacrene
19) Viridifluorol
Analisi degli Olii essenziali: Menta
(colonna polare)
9
7
13
menthol
10
6
2
1
15
20
3
4
5
25
8
30
17 Courtesy
University)
14
40
15
11
16
18
45
Prof.
Bicchi
(Torino
Col.: MEGA-WAX 5m x 0,1 mm i.d., 0,1 um FT
T prog.: 50 to 250 at 2,5 °C/s
20
19
12
35
of
50
21
55
22
60
65
70
70 s
75
time (s)
1) a-Pinene
7) 1,8-Cineole
13) Menthyl acetate
19) a-Terpineol
2) b-Pinene
8) g-Terpinene
14) neo-menthol
20) Germacrene
15) Terpinenene-4-ol
21) Piperitone
3) Sabinene Hydrate 9) Menthone
4) Myrcene
10) Menthofurane 16) b-Cariophyllene
5) p-Cymene
11) i-Menthone
17) Menthol
6) Limonene
12) Linalool
18) Pulegone
22) Viridifluorol
Doping-droghe: hashish
0
THC
CBN
i.S.
CBD
Per cortesia del Prof. Gambaro Università Milano - Farmacia
Minuti
1.3
CBD = Cannabidiolo THC = Tetraidrocannabinolo CBN = Cannabinolo
Colonna: RT-X 5; 5 m, 0,1 mm i.d., 0,1 µm film.
T prog: 50°C per 0,10 sec; 600°C/min fino a 150°C; 180°C/min fino a 320°C per 0,29 sec.
Conclusioni
La combinazione di colonne narrow-bore con il sistema di
riscaldamento diretto della colonna, permette di ridurre i
tempi analitici mantenendo un’ottima riproducibilità dei
tempi di ritenzione soprattutto nelle analisi di routine.
L’uso di questa tecnologia associata all’iniettore PTV amplia
la gamma di composti analizzabili in tempi rapidi.
La possibilità di lavorare in splitless o a bassi rapporti di
splittaggio mostra che il sistema è valido anche per le
analisi di composti in tracce.
Gascromatografia bidimensionale
estesa (2DGC Estesa)
Una porzione del campione viene separata sulla prima colonna
(prima dimensione) e successivamente inviata ad una seconda
colonna (seconda dimensione) per ulteriore separazione
secondo differenti principi fisici.
La prima colonna generalmente apolare:
separa tramite i Punti di Ebollizione (BP).
La seconda colonna generalmente polare:
separa tramite l’affinità chimica
(polarità).
2D GC Tecnica Convenzionale
Cromatografia normale
Cromatografia 2D Heart-cut
Cromatogramma dalla prima colonna dimensionale
Cromatogramma dalla prima colonna dimensionale
La GC bi-Dimensionale convenzionale
vs. 2DGC ESTESA
Cromatografia normale
Cromatografia 2D bidimensionale convenzionale (heart-cut)
Solo poche frazioni del campione
sono
separate
sulla
seconda
dimensione
2D GC Estesa
Tutto il campione è separato su entrambe le dimensioni
Vantaggi della tecnica 2D GC
Estesa
Enorme potere di separazione: elevata capacità separativa (numeri di
picchi che possono essere separati)
Nella “normale”colonna capillare
2a dimensione (2a colonna) GC estesa
Dimensione 1
n = 1100
n = 35
GC-GC bidimensionale convenzionale
n = 1100 + 1100 = 2200
Dimensione 2
2D GC Estesa
n GCxGC = 1100 x 35 = 38.500
Vantaggi della tecnica 2D GC
- Il potere di separazione della 2D GC Estesa è notevolmente più alto della
GC capillare convenzionale.
- 2D GC Estesa
offre una migliore sensibilità
rispetto alla GC
convenzionale: la forma dei picchi è decisimente più stretta.
- 2D GC Estesa permette una migliore identificazione dei picchi se
confrontata con la GC convenzionale: la eluizione dei picchi è
caratterizzata da due tempi di ritenzione.
- 2D GC Estesa è compatibile con tutti i sistemi di iniezione e tecniche di
campionamento usate in GC convenzionale ad una sola dimensione.
- 2D GC Estesa riduce la necessità di manipolazione di campioni complessi:
la capacità separativa è così grande da isolare le interferenze critiche che
normalmente sono presenti nella GC convenzionale.
2D GC Estesa GCxGC: Diagramma a macchie
2D GC Estesa GCxGC: Contour Plot
Separazione 2D-GC
1 Dimensione
2 Dimensione
Polarità
Punto di ebollizione
2D GC Estesa: analisi di gasoline
reconstructed
1st dimension
chromatogram
1,2,4-trimethyl-benzene
1,2,3-trimethyl-benzene
para +
meta cymene
iso propyl-benzene
indan
0.2
iso butyltert butylbenzenebenzene
n-nonane
monoar
omatic
s
tim
es
4
3
satura
0
nt
tes
nr
im
en
64
66
0
dd
65
sion reten
tion time
(minutes)
sio
1
2n
1st dimen
63
ete
2
62
io
n
olefins
61
(s)
5
0.1
Second dimension relative retention times (s)
Tecnica 2D GC Estesa
First dimension retention time (minutes)
Analisi dei VOCs
EPA 502-524
17+18
12+13+14
4
5+6+7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
chlorobenzene
1,1,1,2-tetrachloroetane
ethylbenzene
p/m-xylene
bromoform
styrene
o-xylene
1,1,2,2-tetrachloroethane
1,2,3-tricholoropropane
isopropylbenzene
bromobenzene
2-chlorotoluene
n-propylbenzene
4-chlorotoluene
impurity
1,3,5-trimethylbenzene
tert-butylbenzene
1,2,4-trimethylbenzene
1,3-dichlorobenzene
sec-butylbenzene
1,4-dichlorobenzene
p-isopropyltoluene
1,2-dichlorobenzene
n-butylbenzene
1+2
3
11
9+10
8
16
15
1 Dim
19+20
+21
22
23
24
Schema del Sistema GCxGC
Iniettore
capillare
convenzionale
Colonna capillare
convenzionale
Focalizzazione
pulsata di  10 ms e
re-iniezione
Rivelatore
veloce
Sampling rate
 100 Hz
50 volte più
veloce della 1st
colonna
TRACE 2DGC Modulatore “Dual Jet”
CO2 jet
CO2 jet
J.Beens et al., Journal of Chromatography A, 919 (2002) 121-132
2D GC Estesa : maggiori campi di
applicazione
Petroleum &
Petrochemistry
Food &
Food Control
Flavour &
Fragrances
Environmental
• Crude Oil
• Fatty Acids in fish
• Fresh ginger essential oil
• PCBs analysis
• Kerosene
• Ginger sweet essential
oil
• PCDDs analysis
• Diesel
• Fatty Acids in vegetable
oils
• Jet Fuels
• FAMEs in blue mussel
• Oregano oil
• VOC in air
• Gasoil
• FAMEs in green-lip
mussel
• Peppermint/spearmint oil
• Fly ash in air
• Tuna oil
• Pesticides
• Non-aromatic solvent
• Pesticides in fuit and
vegetables
• Vetiver oil
• Herbicides
• Feed for non-aromatic
solvent
• PCBs in food
• Tea tree enantiomers
• Garlic flavour
• Oxygenates and
Aromatics in water
• Brunch extract
• Pollutants in water
• Heavy Gasoil
• BTEX
• Olefins
• Oxygenates in
Gasoline
• PCDDs in food
• PCDFs in food
Biomedical
• Oil Spill
• Breath analysis
• Sulfur Compounds
• Faecal sterols
• Biomarkers
• Serum analysis
• Urine analysis
• Cigarette smokes
Forensic
• PCDFs analysis
Geochemistry
• POPs in soil extract
• Arson accelerants in fire
debris
• PAHs in soil extract
• River sediment
analysis
Questa nuova tecnica potrebbe
cambiare radicalmente il mercato
della GC
Considerazioni ricavate da pubblicazioni di settore:
“Sensibilità 25-50 volte in più e un potere risolutivo 10
volte maggiore,
qualunque applicazione ne trarrebbe un sicuro profitto
dalla innovazione tecnologia provata della 2D GC”
“Con la 2D-GC vengono ridotti i costi delle procedure di
pre-trattamento del campione oltre al risparmio di
tempo nell’adottare due colonne in configurazione
ortogonale:
due criteri che viaggiano in tandem”
Federico Ferioli
Dipartimento di Scienze degli Alimenti
Università degli Studi di Bologna (Sede di Cesena)
Tel.: 0547-338117/148
E-mail: [email protected] – [email protected] –
[email protected]