EL-MO II Moleküle, Schulbuch

91 6.1 chrOMatOgrafIsche verfahren Strömungs- geschwindigkeits- messung Einspritzblock Probe Trennsäule Detektor thermostatisierte Trennkammer Trägergas Anzeige Zeit Signal Zeitpunkt der Probeneinspritzung Retentionszeit für A Retentionszeit für B Fläche ≡ Menge A Fläche ≡ Menge B Probe Gemisch aus A und B Laufmittel Pumpe Trennsäule Detektor Anzeige Laufmittel Substanz A Substanz B Abb. 91.1: Gaschromatograf Abb. 91.3: Schema der HPLC Abb. 91.2: Gaschromatogramm Gaschromatografie (GC) Ein Gaschromatograf besteht prinzipiell aus 3 Teilen (Abb. 91.1). In den 1. Teil, den Einspritzblock, wird das Substanzgemisch durch eine Gummimembran eingespritzt und verdampft durch die dort herrschende hohe Temperatur. Es wird von einem Gasstrom (mobile Phase) erfasst und in die Säule mitgenommen. Als Trägergas wer- den Stoffe eingesetzt, die mit dem Substanzgemisch nicht reagieren (He, Ar, N 2 ). Der 2. Teil, die Säule, trägt die stationäre Phase, einen oberflächenreichen Feststoff oder eine schwer verdampfbare Flüssigkeit. Die Säule befindet sich wie der Einspritz- block in einem Bereich erhöhter Temperatur, die durch einen Thermostat konstant gehalten wird. Bei hochauflösenden Geräten ist die Säule bis zu mehreren Metern lang und zu einer Spirale gebogen. Zwischen stationärer und mobiler Phase stellt sich ein Verteilungsgleichgewicht ein. Besser lösliche Substanzen werden langsamer, schlechter lösliche rascher vom Gasstrom durch die Säule gespült. Der 3. Teil des Gaschromatografen ist eine empfindliche Registriereinrichtung, der Detektor. Moderne Geräte besitzen einen Flammenionisationsdetektor (FID). Der FID basiert auf der Verbrennung von Wasserstoff. Die Wasserstoffflamme mit dem inerten Trägergas hat eine konstante elektrische Leitfähigkeit. Sie kann als elektri- sches Signal von einem Schreiber oder Computer erfasst werden und stellt die Null- linie des Chromatogramms dar. Verbrennen jetzt Substanzen mit, die durch die Säule zum Detektor gelangen, so wird die Veränderung der Leitfähigkeit registriert. Am Chromatogramm zeigt sich dies durch aufeinanderfolgende „ Peaks “ (Abb. 91.2). Für die Auswertung des Chromatogramms verwendet man anstelle des R f -Wertes (PC, DC) die Retentionszeit , dh. die Zeit, die eine Substanz in der Säule zurückge- halten wird. Die Retentionszeit von Reinsubstanzen kann man bestimmen und die GC damit für qualitative Analysen einsetzen. Halbquantitative Aussagen liefern die Peakflächen, die weitgehend proportional zur Stoffmenge sind. Die Gaschromatografie ist weit leistungsfähiger als die DC. Sie ist heute in praktisch jedem Labor eine Standard-Analysenmethode. Untersuchungen von Kraftstoffen, Rückstandskontrollen in Lebensmitteln und Getränken (Weinanalysen) auf verbote- ne Zusatzstoffe sind nur einige Beispiele. Hochdruck-Flüssigkeitschromatografie (HPLC) Der große Nachteil der GC ist ihre Beschränkung auf unzersetzt verdampfbare Sub- stanzen. Viele Naturstoffe und biochemisch relevante Verbindungen sind aber hit- zeempfindlich. Durch die HPLC (engl: H igh P ressure L iquid C hromatography), die erst in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt wurde, können auch diese Trennprobleme gelöst werden. Bei der HPLC, einer Variante der Säulenchromato- grafie, wird die Trennsäule mit winzigen Partikeln gefüllt. Die große Oberfläche er- möglicht eine außerordentliche Trennleistung. Durch die dichte Packung benötigt man aber einen hohen Druck (bis zu 400 bar), um die mobile Phase durchzupressen. Die Detektion bei der HPLC beruht zumeist auf Fluoreszenz. Die Chromatogramme sind den Gaschromatogrammen ähnlich. (Abb. 91.3) Nur zu Prüfzwecken – E g ntum des Verlags öbv