Analiza alimentelor prin cromatografia de gaze

Istoric

Cromatografia grupează o variată şi importantă grupă de metode care permit cercetătorului să separe compuşi foarte asemănători din amestecuri complexe. În toate separările cromatografice proba este dizolvată într-o fază mobilă: gaz, lichid sau fluid supercritic. Această fază este frecvent numită eluent, iar după ce trece de capătul coloanei se numeşte eluat.

Metoda cromatografică a fost descoperită de botanistul rus Mihail Tsvet, în 1906 şi a fost folosită întâi pentru separarea unor substanţe colorate pe coloană sau ca eluate colorate. Dacă substanţele sunt incolore, prezenţa lor pe coloană sau în eluate se recunoaşte prin alte metode .

Metodele cromatografice sunt bazate pe adsorbţia amestecului de substanţe (solid-lichid; lichid-lichid; gaz-lichid) pe un material adsorbant, urmată de desorbţia succesivă (cu ajutorul unui dizolvant adecvat – eluant) a componentelor din amestec.

Coloana de adsorbant poate fi înlocuită, în unele variante cu o foaie de hârtie poroasă preparată în mod special (cromatografie pe hârtie) sau cu un strat subţire de adsorbant fixat pe o placă de sticlă, cu ajutorul unui liant (cromatografie în strat subţire).

Separarea compusului de analizat de potenţialele interferenţe este unul din paşii esenţiali în analiza chimică. Cromatografia este una dintre cele mai frecvent utilizate metode pentru a realiza aceste separări analitice. Aplicaţiile cromatografiei cresc exponenţial cu timpul, în mare parte datorită faptului că ea îşi găseşte aplicaţii în toate ramurile ştiinţei. Este rapidă, simplă, cu costuri relativ reduse şi variabilitate mare relativ la alegerea metodei de separare.

O analiză cromatografică se rezumă în general la următoarele concepte fundamentale:

- proba este dizolvată în faza mobilă;

- faza staţionară este cel mai frecvent un lichid adsorbit la suprafaţa unor particule de solid utilizate pentru a împacheta coloana;

- faza mobilă este trecută peste faza staţionară nemiscibilă; aceasta se numeşte eluţie;

- solutul care are o mare afinitate faţă de faza mobilă se va mişca prin coloană foarte încet;

- componenţii probei se vor separa în benzi discrete vizibile la detector, şi rezultă cromatograma.

Cromatografia a devenit principalul instrument pentru separarea speciilor asemănătoare. Ea poate fi de asemenea utilizată pentru determinări cantitative şi calitative ale speciilor separate.

În termeni de informaţie calitativă, o cromatogramă furnizează timpul de retenţie al speciilor sau poziţiile acestora pe faza staţionară după un timp de eluţie specific. Cromatografia poate fi extrem de utilă pentru recunoaşterea prezenţei sau absenţei unor componenţi în amestec ce conţine un număr limitat de specii cunoscute. Confirmarea identităţii serveşte şi pentru alte investigaţii, şi nu în ultimul rând cromatografia serveşte ca precursor pentru alte analize chimice calitative sau pentru analize spectroscopice.

Informaţia cantitativă este principalul motiv pentru care cromatografia are o atât de largă folosinţă. Ea se bazează pe compararea mai multor înălţimi sau suprafeţe ale picurilor analitice cu etaloane. Analiza bazată pe aria picurilor, care este independentă de efectele de deformare este mult mai precisă şi de aceea mult mai comună. Oricum, toate datele cantitative sunt dependente de prepararea standardelor şi calibrările succesive ale coloanei folosind aceste standarde. Fără exactitate şi calibrare precisă a datelor, nici o dată cromatografică nu poate fi considerată exactă.

Sunt 5 categorii de cromatografii: de adsorbţie; de partiţie; cu schimb de ioni; prin excluziune moleculară; de afinitate.

Metodele de cromatografie pot fi de asemenea clasificate în două moduri: cromatografia planară şi cromatografia pe coloană. Ele sunt bazate pe interacţiunea fizică, ceea ce înseamnă că faza staţionară şi faza mobilă sunt în contact. În cromatografia pe coloană, faza staţionară este introdusă în interiorul unui tub îngust şi faza mobilă este introdusă în tub cu ajutorul presiunii sau a greutăţii proprii. În contrast, cromatografia plană foloseşte o fază staţionară care este depusă pe o suprafaţă plană sau în hârtie. Faza mobilă se deplasează prin faza staţionară datorită acţiunii capilare sau a greutăţii

Cromatografia de lichide, gaze şi de fluide supercritice sunt 3 clase generale bazate atât pe tipurile de faze mobile şi staţionare cât şi tipurile de echilibre implicate în transferul solutului între faze. Fazele mobile sunt gaze, lichide şi fluide supercritice. Fazele staţionare variază şi tipul de echilibru este dependent de alegerea acestei faze.