GC-Säulen

Bei der Gaschromatographie (kurz "GC") geht es um eine analytische Methode, die Gas-Gemische in ihre einzelnen Komponenten auftrennt und diese identifiziert. Diese werden nach der Einführung im GC-System in einer speziellen GC-Säule transportiert. Dort werden die Moleküle des Gases durch Adsorption voneinander getrennt und mit Hilfe von einem Detektor erfasst. In der GC kommen dabei unterschiedliche Detektoren zum Einsatz, die sich in die Gruppen der konzentrationsabhängigen und der massenstromabhängigen Detektoren aufteilen lassen. Die empfindlichen Detektoren sind eines der großen Vorteile, die die GC-Methode bietet. Die Trennung der Stoffe findet letztendlich durch Wechselwirkungen zwischen den Komponenten und der stationären Phase statt. Die stationäre Phase besteht in der Regel aus einem flüssigen Film oder einem festen Stoff.
Etwa 10-20% aller Moleküle lassen sich unzerstört verdampfen – genau für jene wurde das GC-Verfahren entwickelt. Bei WICOM finden Sie eine breite Auswahl an GC-Säulen mit verschiedenen Eigenschaften und Dimensionen.

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Aufbau einer GC-Säule

Geht es um den Kauf von GC-Säulen, muss erst der Unterschied zwischen Kapillarsäulen, die auch "Open Tubular Columns" genannt werden, und gepackten Säulen klargestellt werden. Gepackte GC-Säulen sind stabil und verfügen über größere Kapazitäten. Der wesentliche Unterschied ist, dass sie eine geringere Trennleistung gegenüber der Kapillarsäulen aufweisen. Aus diesem Grund werden heutzutage Kapillarsäulen in den meisten Anwendungen bevorzugt.

Kapillar-Gaschromatographie

Kapillarsäulen haben in der Regel eine Fused Silica Kapillare (Quarz, SiO2) als Hauptbestandteil. Überzogen wird diese normalerweise mit einer Polyimidschicht, die die Säule flexibel und stabil hält. Während der Arbeit mit der GC-Kapillarsäule werden ihre Innenwände deaktiviert, um die Silanolgruppen an der Fused Silica abzudecken. Folgende Arten von Kapillarsäulen gibt es:

  • PLOT GC-Säulen: Eignet sich bei Gasen und leicht flüchtigen Elementen. Funktioniert durch Adsorption in der festen Phase.
  • WCOT GC-Säulen: Ein Polymerfilm deckt die Innenseite der Kapillare. Die Verteilungschromatographie trennt die Analyten während der stationären Phase nach ihrer Löslichkeit.

Das Trägergas (z.B. Wasserstoff, Helium oder Stickstoff) sollte eine hohe Qualität besitzen, um eine lange Standzeit der GC-Säulen zu gewährleisten. Um Verschmutzungen zu vermeiden, sollten neben einer hochwertigen Gasquelle auch Gasreiniger-Kartuschen eingesetzt werden.

Maße und Größe

Vor dem Kauf der nächsten GC-Säule sollten Sie Maße wie die Länge, den Säuleninnendurchmesser und die Filmdicke der stationären Phase beachten. Je länger die GC-Säule ist, desto besser sind die Ergebnisse des Trennverfahrens, jedoch verlängert sich die Zeit der Analyse proportional zur Säulenlänge. Schon bei einer Verdoppelung der Säulenlänge sind erhebliche bessere Ergebnisse nachweisbar. Als Grundregel gilt: verdoppelt sich die Säulenlänge, so verdoppelt sich auch die Analysezeit. Die Trennung des Eluents verbessert sich jedoch nur zu 40 % (Quadratwurzel der Säulenlänge).

GC Säule Innendurchmesser

Je größer der Innendurchmesser einer GC Säule ist, desto besser können Eluenten mit stark verschiedenen Konzentrationen in ihren einzelnen Analyten aufgetrennt werden. Auch nimmt Kapazität der Proben mit größerem Innendurchmesser zu. Generell sollten Säulen mit großem Innendurchmesser (> 0.25 mm ) gewählt werden, um Überladungen bei deutlichen Konzentrationsunterschieden zu vermeiden.
Folgend werden die verschiedenen Kapillaren nach Verwendung eingeordnet:

  • Microbore-Kapillare (50 µm und 100 µm): Superfluid-Chromatographie
  • Minibore-Kapillare (150 µm und 200 µm): hochauflösend, Kopplung: GC/MS
  • Widebore-Kapillare (250 µm und 320 µm): Standardkapillare
  • Megabore-Kapillare (530 µm und 750 µm): präparative Trennungen

GC Säule Filmdicke

Sowohl WCOT-Säulen als auch PLOT-Säulen besitzen an der Kapillarwand einen Flüssigkeitsfilm als stationäre Phase. Die Dicke des Flüssigkeitsfilms lenkt die Retention und das Kapazitätsvolumen innerhalb der Säule. Die Verwendung einer bestimmten GC Säule richtet sich dementsprechend auch nach der Filmdicke:

  • 3 µm - 5 µm: Für Gase geeignet
  • 0,25 µm - 0,5 µm: Für Proben mit einer Eluierung bis zu 300 °C
  • 1 µm - 1,5 µm: Für Proben mit einer Eluierung zwischen 100 °C und 200 °C
  • 0,1 µm: Für wenig flüchtige Proben

Säulen nach Verteilungschromatographie

Säulen nach der Methode der Verteilungschromatographie erfüllen die Eigenschaft, dass sie für besonders viele Anwendungen zum Einsatz kommen können. Hierbei werden in die Kapillar-Innenflächen ein Polymerfilm aufgetragen. Das Laufmittel (mobile Phase) wird nun an der stationären Phase vorbeifließen gelassen. Durch die Unterschiede in der Löslichkeit der Stoffe findet nun in die Trennung statt. Für jeden Stoff stellt sich ein Verteilungsgleichgewicht ein, während das Laufmittel adsorbierte Substanzen von der stationären Phase aufnimmt. Diese Substanzen werden weitergetragen und immer wieder an die stationäre Phase abgegeben.
Dieser Prozess dauert einige Zeit – so ist es wichtig, dass die Chromatographie nicht zu schnell laufen gelassen wird.
Zwischen den verschiedenen Herstellern können geringe Unterschiede auch bei gleichem Phasen-Typ bestehen. Mithilfe der McRexnolds-Konstanten kann die Polarität einer Phase exakt ermittelt werden.
Durch die hohe Effektivität können in der Gaschromatographie mit einer polaren Säule (Polyethylenglykol) sowie einer unpolaren Säule (Dimethylpolysiloxan) nahezu alle Aufgabenstellungen der Verteilungschromatographie bearbeitet werden.

Einbau der Säulen

Um Kapillarsäulen einbauen, werden Ferrules (häufig aus Graphit) verwendet, die Sie ebenfalls im WICOM-Shop finden können. Beachtet werden muss bei der Anbringung, dass die richtige Stelle an der Säule gewählt wird und der Säulenrand sauber ist. Nach einer Konditionierung der Säule mit Trägergas, ist sie nach einigen Stunden schließlich bereit dafür, eingesetzt zu werden.

Um die Preise unserer GC Säulen zu sehen, sollten Sie sich bitte bei uns im Online-Shop anmelden.

Säulen für die Gaschromatographie kaufen

Im WICOM Analytik-Shop finden Sie eine breite Auswahl an GC Säulen bekannter Hersteller, so beispielsweise Hamilton, Restek und Shodex! Sollten Sie bei der Auswahl der richtigen GC-Säule für Ihre Anlage Hilfe benötigen, können Sie sich mit unseren Experten in Kontakt setzen. Wir helfen gern! Auch Fragen zur Anwendung der Produkte oder zur Lieferung bearbeiten wir für Sie schnell und zuverlässig.
Zusätzlich bieten wir Ihnen eine große Palette an Zubehör für den Chemie-Labor-Bedarf, spezialisiert in den Bereichen HPLC und GC. Von Säulen über Ersatzteile für Analyseanlagen bis hin zu Instrumenten des täglichen Laboralltags wie Mikrospritzen, Vials und Kappen - WICOM beliefert schnell und zuverlässig zahlreiche Labore weltweit mit der neusten Technologie – und dies seit 36 Jahren.

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