Vilka icke-flyktiga föreningar analyseras av GC-MS?

Gaskromatografimasspektrometri (GC-MS) är en kraftfull analytisk teknik som används allmänt för att analysera flyktiga och semivolatila föreningar. Det kan emellertid också användas för att analysera icke -flyktiga föreningar genom olika metoder, inklusive derivatisering. Den här artikeln undersöker vilka typer av icke-flyktiga föreningar analyserade av GC-MS, deras betydelse och metoder som används för att upptäcka dem.

Vill du veta mer om skillnaden mellan LC-MS och GC-MS, kontrollera den här artikeln:Vad är skillnaden mellan LC-MS och GC-MS?

Vad är icke -flyktiga föreningar?

Icke -flyktiga föreningar är ämnen som inte förångas lätt vid rumstemperatur. De är i allmänhet av högre molekylvikt och polaritet, vilket gör dem mindre lämpliga för direkt analys av GC-MS utan modifiering. Vanliga exempel inkluderar:

Polymerer och tillsatser: ämnen som används i plast och förpackningsmaterial.

Biomolekyler: såsom aminosyror, proteiner och vissa lipider.

Läkemedel: Aktiva farmaceutiska ingredienser (API: er) och deras metaboliter.

Miljöföroreningar: ihållande organiska föroreningar (POP) och tungmetaller.

Derivatiseringstekniker

För att analysera icke-flyktiga föreningar med användning av GC-MS krävs ofta derivatisering. Denna process involverar kemiskt modifiering av en förening för att öka dess volatilitet eller stabilitet. Vanliga derivatiseringsmetoder inkluderar:

Silanisering: ersätta aktiva väteatomer i en funktionell grupp med en kiselgrupp (t.ex. trimetylsilyl). Denna metod är effektiv för alkoholer, aminer och karboxylsyror.

Acylering: Denna metod introducerar acylgrupper för att förbättra volatiliteten och används vanligtvis för fettsyror och aminosyror.

Metylering: Denna teknik lägger till metylgrupper till föreningar för att öka volatiliteten och detekterbarheten.

Dessa derivatiseringstekniker kan omvandla icke-flyktiga föreningar till en form som effektivt kan analyseras med GC-MS.

För mer information om AutoAmpler -injektionsflaskor för gaskromatografi, se den här artikeln:2 ml Autosampler -injektionsflaskor för gaskromatografi

Vilka icke-flyktiga föreningar kan GC-MS användas för att analysera?

1. Miljöföroreningar

GC-MS används allmänt för att analysera icke-flyktiga organiska farliga ämnen som listas av miljöbyråer. Till exempel har den amerikanska miljöskyddsbyrån (EPA) föreslagit metoder för att analysera prioriterade föroreningar som:

Polyklorerade bifenyler (PCB): En industriell kemikalie känd för sin miljöuthållighet.

Bekämpningsmedel: rester från jordbruksmetoder som förorenar jord och vatten.

Detektionsgränser för dessa föreningar är vanligtvis mellan 1 och 28 ppb, vilket visar den höga känsligheten för GC-MS i kombination med lämpliga extraktionstekniker såsom fast fasmikroextraktion (SPME).

2. Livsmedelssäkerhetsanalys

Inom området livsmedelssäkerhet används GC-MS för att identifiera icke-flyktiga föroreningar som kan migrera från förpackningsmaterial till mat. Dessa föroreningar inkluderar:

Mjukgörare: Kemikalier som läggs till plast för att öka flexibiliteten; Exempel inkluderar ftalater.

Tillsatser: Till exempel antioxidanter eller konserveringsmedel som kan läcka till mat.

Förmågan att analysera dessa föreningar är avgörande för att säkerställa konsumenternas säkerhet och efterlevnad av lagstiftningsstandarder.

3. Läkemedelsföreningar

Läkemedelsanalys kräver ofta identifiering av icke-flyktiga farmaceutiska ingredienser och deras metaboliter. Exempel inkluderar:

Aktiva farmaceutiska ingredienser (API): Den primära ingrediensen som är ansvarig för den terapeutiska effekten.

Metaboliter: Produkter bildade under metabolismen av ett läkemedel inom ett biologiskt system.

GC-MS möjliggör detaljerad analys av dessa föreningar, som hjälper till i farmakokinetiska studier och läkemedelsformuleringsutveckling.

4. Biologiska prover

I metabolomik används GC-MS för att analysera icke-flyktiga metaboliter i komplexa biologiska prover såsom urin eller blod. Vanligt analyserade föreningar inkluderar:

Aminosyror: Byggstenar av proteiner, som kan indikera näringsstatus eller metaboliska störningar.

Organiska syror: Metaboliter involverade i olika biokemiska vägar.

Denna applikation är avgörande för att förstå metaboliska signaturer i samband med hälsa och sjukdomar.

GC-MS-analysmetoder

Provberedning

Vid analys av icke-flyktiga föreningar med användning av GC-MS är effektiv provberedning väsentlig. Tekniker kan involvera:

Liquid-Liquid-extraktion (LLE): separerar analytter från vattenhaltiga matriser.

Solid fasutvinning (SPE): Koncentrerar analyser från komplexa blandningar före analys.

Instrumentation

En typisk GC-MS-installation inkluderar:

Gaskromatograf: separerar flyktiga komponenter baserat på deras uppdelning mellan stationära och mobila gasfaser.

Masspektrometer: Identifierar föreningar baserat på deras mass-till-laddningsförhållande (m \ / z), vilket ger strukturell information.

Dataanalys

När masspektrumet har förvärvats innebär dataanalys att jämföra masspektrumet med ett känt bibliotek eller databas för att exakt identifiera föreningen. Avancerade mjukvaruverktyg underlättar denna jämförelse och förbättrar därmed identifiering.

Vet du skillnaden mellan HPLC -injektionsflaskor och GC -injektionsflaskor? Kontrollera den här artikeln:Vad är skillnaden mellan HPLC -injektionsflaskor och GC -injektionsflaskor?

Slutsats

Gaskromatografimasspektrometri är fortfarande en nyckelteknologi i analytisk kemi för detektion av icke-flyktiga föreningar inom olika områden såsom miljövetenskap, livsmedelssäkerhet, läkemedel och metabolomik. Medan direkt analys av dessa föreningar är utmanande på grund av deras inneboende egenskaper, har derivatiseringstekniker kraftigt utökat omfattningen av GC-MS-applikationer. När analytiska metoder fortsätter att utvecklas kommer GC-MS sannolikt att spela en allt viktigare roll för att säkerställa säkerhet och efterlevnad mellan branscher samtidigt som man underlättar framstegen inom vetenskaplig forskning.