KROMATOGRAFİ Ezgi ÖZTÜRK 1001080039

İlk kez Rus botanikçi Mikhail Tsvett (1903) tarafından geliştirilen bir yöntemdir. Tsvett bu yöntemi bitki pigmentlerinin renkli bileşenlerini ayırmakta kullanılmıştır. Kullandığı kolonda renkli bandlar oluştuğundan, bu ayırma yöntemine kromatografi adını vermişti.

Kromatografi, bir karışımda bulunan maddelerin, biri sabit diğeri hareketli faz olmak üzere birbirleriyle karışmayan iki fazlı bir sistemde ayrılması ve saflaştırılması yöntemidir.

GAZ KROMATOGRAFİSİ Verilen bir numune içindeki uçucu maddelerin sayısının tayini; verilen numuneden elde edilen her pik ayrı bir maddeyi gösterir. Bu kromatografinin en önemli yönlerinden biridir. Bir maddenin saf olup olmadığının araştırılması; saflığı kontrol edilen madde birden fazla pik vermişse, safsızlık var demektir. Piklerin altında kalan alanların birbirilerine oranı, madde ve yabancı maddenin karışıma oranı kadardır. Yeni geliştirilen bir metodun ne derecede duyarlı olduğunun araştırılması.

GC AKIŞ ŞEMASI

Kütle Dedektörlü Gaz Kromatografisi

Kütle Dedektörlü Gaz Kromatografisi (GC-MS) Karmaşık yapılı örneklerin yapılarının aydınlatılması ve miktarlarının tayininde kullanılan günümüzün gelişmiş cihazlarındandır. Düşük molekül kütleli yüzlerce bileşiğin analizi için ideal bir tekniktir. Bu bileşiğin GC-MS ile analizlenebilmesi için yeterince uçucu olması ve ısıl dayanımının yüksek olması gerekir.

GC-MS Kimi bileşikler ise analiz öncesi türevlendirilerek, veri oluşumunda sakınca yaratan adsorpsiyon gibi olaylardan kaçınılmış olur. Organik bir çözücüde hazırlanan örnekler GC sisteme enjekte edildiğinde önce buharlaştırılır ve sonra taşıyıcı gaz olarak sıklıkla kullanılan helyumla sürüklenerek, kolona verilir. Analitler kolonun durgun fazı ve taşıyıcı gaz arasında dağılıma uğradıktan sonra kolonun dedektörle arasında yer alan ısıtılmış aktarım hattına gelir ve buradan iyon kaynağından uygulanan enerji ile etkileşerek iyonlarına parçalanır.

İyon oluşumunda başlıca iki yöntem vardır İyon oluşumunda başlıca iki yöntem vardır. Bunlardan ilki sıklıkla kullanılan elektron bombardımanı (EI) diğeri ise kimyasal iyonlaşmadır (CI). EI tekniğinde elektron demeti örnekle etkileşerek, bir elektron koparır. Oluşan iyona moleküler iyon denir ve M+ ile gösterilir. Bu iyonun sinyali analitin mol kütlesine denk gelir. Bu moleküler iyon yüksek enerjili oluğundan genellikle daha küçük kütleli parçalara ayrılır ve bu parçaların karakteristik bağıl çokluğu (relative abundance) verilerine dayanarak molekülün parmak izi çıkartılır ve bu sayede bilinmeyen bileşiklerin yapısı aydınlatılabilir.

Kimyasal iyonlaşma ise metan veya uygun bir gazın iyonlaşması ile oluşan radikallerin örnek molekülleriyle etkileşimine dayanır. Bu yolla [M+H]+ moleküler iyonu oluşur ve analitin mol tartısı bulunabilir. Bu iyonlaşma tekniği daha az enerji ister ve parçalanma daha az olduğundan yapı aydınlatmada kullanılan küçük parçalar oluşmaz. Öte yandan bu teknikle oluşan ana moleküler iyonu EI ile oluşturmak zordur ve bu açıdan bu iki teknik birbirinin tamamlayıcısıdır. İyon oluştuktan sonra küçük ve pozitif bir gerilimle iyonlaşma odasından çıkartılır. Cihazın diğer bileşeni kütle analizörü olup, pozitif yüklü iyonların kütle/yük oranlarına göre ayırır.

Bu analizörlerin piyasada farklı türleri mevcuttur. Bunlar; kuadrupol, iyon tuzağı (ion trap), manyetik sektör, uçuş zamanı (time of flight), radyo frekansı, siklotron rezonanstır. İyonlar ayrıldıktan sonra dedektöre girer ve sinyal bir katlandırıcı ile büyütülerek, bilgisayar hafızasına alınır.

Kuadrupolde birbirine eş uzaklıkta kare biçiminde dizilmiş dört çubuk doğru akım altında radyo frekansı ile çalışır. Kuadrupolün merkezine ancak rezonansa uğramış iyonlar ulaşabilir ve böylece de saptanabilir. Diğer iyonlar ise kuadrupol çubuklarına yapışır veya uzaklaşır. Bu nedenle de saptanamaz.

Kuadrupolün Yapısı

İyon tuzağında ise halka biçimindeki bir elektrot radyo frekansı ile beslenir ve flamandan üretilen ısı ile etkilenmiş elektronlar sırasıyla açılıp kapanan bir kapıya doğru hızlandırılır. Bu elektronlar kolondan çıkan gaz içerisindeki analitleri iyonlaştırır ve oluşan iyonlar halka elektrot tarafından tutulur. Elektrodun radyo frekansı artırılarak, iyonların tuzağı terk etmesi ve dedektörde saptanması sağlanır

Kütle dedektörünün yapısı

GC-MS KULLANIM ALANLARI · Organik ve biyokimyasal moleküllerin yapılarının aydınlatılması, · Peptitlerin, proteinlerin ve oligonükleotitlerin mol kütlelerinin tayin edilmesi, · İnce tabaka ve kağıt kromatografide ayrılan bileşiklerin tanınması, · Polipeptit ve protein numunelerinde amino asit dizilişinin tayini, · Kromatografi ve kapiler elektroforez ile ayrılan türlerin belirlenmesi ve teşhisi, · Zararlı ilaçların ve bu zararlı ilaçların metabolitlerinin kan, idrar ve tükürükte belirlenmesi, · Ameliyat sırasında hastanın nefesindeki gazların izlenmesi, · Arkeolojik numunelerin yaşlarının belirlenmesi, · Yarış atları ve olimpik atletlerde doping kontrolü, · Aerosol oluşturan partiküllerin analizi, · Yiyeceklerde pestisit kalıntılarının tayini, · Su kaynaklarında uçucu organik maddelerin izlenmesi şeklindedir.

GC-MS UYGULAMA ALANLARI Gaz kromatografisi kimya alanında gazların ve uçucu maddelerin analizleri ve ayrılmasında uygun bir metot olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bunun yanında Alkoloidler, terpenler, steroidler,  ilaçlar,  petrol ürünlerinin nitel ve nicel analizi yapılabilir. Yöntem, adli tıpta ve uyuşturucu madde analizinde de sık kullanılır.