ROZLÍŠENIE IZOMÉRNYCH ZLÚČENÍN POMOCOU VÁKUOVÉHO UV DETEKTORA

Význam tématu

Moderní plynová chromatografie nachází široké uplatnění v environmentální, potravinářské, farmaceutické i forenzní analýze. Tradiční detekční techniky jako FID nebo MS mají však limity při rozlišení izomérních, isobarických, velmi malých či labilních molekul. Zavedení vakuového ultrafialového (VUV) detektoru rozšiřuje možnosti selektivní a citlivé detekce, přináší unikátní spektrální informace a usnadňuje dekonvoluci překrývajících se signálů.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem shrnuté studie bylo zhodnotit schopnost VUV detektoru v GC pro rozlišení izomerů a koeluujících sloučenin. Práce popisuje historický vývoj GC-UV detekce od prvních FUVD zařízení v roce 1987 přes širokopásmovou GC-VUV koncepci z roku 2000 až po moderní stolní varianty s deutériovou lampou dostupné od roku 2014.

Použitá metodika a instrumentace

• VUV detektor se zdrojem deutériového záření pokrývá absorpční rozsah 120–430 nm
• Kapiláry GC přivádějí eluenty do přetlakové detekční cely zahřáté na 320–450 °C
• Optický systém se dvěma okénky z fluoridu hořečnatého a reflexními plochami soustřeďuje UV paprsek
• Spektrometrická část využívá holografickou mřížku a CCD senzor pro záznam spektrem s rychlostí 100 Hz
• Pomocný inertní plyn (dusík nebo argon) nahrazuje původní vakuum pro snížení absorpčního pozadí

Hlavní výsledky a diskuse

Detektor prokázal vysokou citlivost při analýze aromatických sloučenin s limitou detekce od desítek pg. U alifatů se odezva koreluje s počtem uhlíků a vlnovou délkou, menší signál vykazují pouze voda či methanol. Unikátní širokopásmové VUV spektrum každé látky umožňuje identifikaci na základě knihovny referenčních spekter. Digitální spektrální filtry v plném rozsahu signálu zvyšují selektivitu a otevírají cestu k tzv. časové dekonvoluci překrývajících se signálů pomocí lineární regrese referenčních spekter. Studie ilustrují rozlišení di- a polyaromatických uhlovodíků v palivech, psychoaktivních dizajnérských drog, pesticidů i steroidních hormonů bez náročné chromatografické separace.

Přínosy a praktické využití metody

• Identifikace izomerů a isobarů díky charakteristickým VUV spektrům
• Pseudo-absolutní kvantifikace analytů bez nutnosti kalibrace po určení ztrát při nástřiku
• Vyšší odolnost proti kolizím a chemickým interferencím než u MS
• Možnost sledovat velmi labilní či nízkomolekulární látky, např. formaldehyd v HS-GC
• Univerzální aplikace v oblasti paliv, petrochemie, potravin, forenzních analýz i environmentálního monitoringu

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj GC-VUV se bude odvíjet od rozšiřování knihoven referenčních spekter a standardizace metod, což zlepší rutinní využitelnost. Hybridní systémy GC-VUV–MS a dvourozměrné GC × GC režimy nabídnou komplexní multidoménové informace. Dále se uplatní teoretické výpočty VUV spekter pro neznámé sloučeniny, zlepšení rychlosti záznamu i miniaturizace přístrojů. Příslibem jsou také automatizované post-processingové algoritmy pro spolehlivou dekonvoluci a pokročilá softwarová řešení pro kvalifikativní i kvantitativní analýzu.

Závěr

GC-VUV detektor představuje významné rozšíření analytických možností plynové chromatografie. Díky unikátním absorpčním spektrům a robustní mechanice umožňuje spolehlivé rozlišení izomerů i koeluujících látek, nabízí vysokou citlivost i pseudo-absolutní kvantifikaci. Představuje tak efektní a komplementární nástroj k tradičním GC-FID nebo GC-MS technikám.

Reference

1. Middleditch B. S. a kol.: Chromatographia 23, 273 (1987)
2. Driscoll J. N. a kol.: J. Chromatogr. A 441, 63 (1988)
3. Lagesson V., Lagesson-Andrasko L., Andrasko J. a kol.: J. Chromatogr. A 867, 187 (2000)
4. Schug K. A., Sawicki I., Carlton D. D. Jr. a kol.: Anal. Chem. 86, 8329 (2014)
5. Hatzinikolaou D. G. a kol.: Anal. Chem. 78, 4509 (2006)