Qual è la differenza tra la gascromatografia e la cromatografia in fase liquida?

Il principio della cromatografia

La gascromatografia (GC) è un tipo di cromatografia che permette di separare i componenti di una miscela di gas, anche molto complessa. E’ adatta all’identificazione e quantificazione di composti gassosi, o a bassa temperatura di ebollizione, stabili ad elevate temperature.

La cromatografia liquida (LC) utilizza una fase mobile liquida per il trasporto del campione nella colonna. Generalmente vengono usati solventi puri o in miscela a gradiente di  polarità mentre nella gascromatografia la fase mobile è un singolo gas ad alto livello di purezza (gas carrier o gas di trasporto).

La GC viene utilizzata per i composti volatili, mentre la LC è la soluzione migliore per i campioni non volatili e instabili ad elevate temperature. Se un campione contiene sali o ioni, deve essere analizzato utilizzando la tecnica più opportuna, come la cromatografia ionica.

    Differenze tra le metodologie

    Le principali differenze tra la GC e la HPLC risiedono nella metodologia di ciascuna tecnica, ad esempio:

    • Fase mobile utilizzata
      La principale differenza tra HPLC e GC è il tipo di fase mobile utilizzata, da cui la distinzione dei nomi. La HPLC utilizza un solvente per la fase mobile, puro o in miscela. La scelta dipende dalla polarità, dalla solubilità e dalla complessità del campione.
      Al contrario, la GC utilizza un gas inerte o non reattivo, noto anche come gas carrier. Il tipo di gas utilizzato dipende dal tipo di detector impiegato  per l’identificazione degli analiti.
    • Tecniche di separazione
      La separazione dei composti in HPLC è determinata dall'interazione di ciascun composto del campione con la fase mobile e la fase stazionaria. Questa interazione è generalmente dovuta alla diversa polarità degli analiti nel campione rispetto alle fasi.
      I componenti più polari si sposteranno più rapidamente nella colonna poiché sono più attirati dalla fase mobile. I componenti meno polari si sposteranno più lentamente nella colonna poiché sono più attirati dalla fase stazionaria.
      Tuttavia, in GC, la separazione avviene in base alla rispettiva volatilità di ciascun composto del campione. Le molecole meno volatili si spostano più lentamente perché interagiscono di più con la fase stazionaria, mentre le molecole più volatili si spostano più rapidamente nella colonna con la fase mobile.
    • Tipo di composto
      Il tipo di composto da analizzare determina anche il tipo di cromatografia da scegliere. La HPLC viene utilizzata per analizzare i composti non volatili e instabili ad elevate temperature. Si tratta di sostanze quali amminoacidi, farmaci e carboidrati.
      Al contrario, con la gascromatografia, la miscela di campioni deve essere volatile e termicamente stabile. Per questo motivo, la GC è generalmente utilizzata come tecnica di separazione per i campioni di aria ed emissioni.
    • Temperatura
      In ragione della volatilità del campione, la GC deve essere eseguita a una temperatura molto più elevata rispetto alla HPLC. 
      La temperatura della colonna in gascromatografia è solitamente compresa tra 150 °C e 300 °C, mentre la cromatografia liquida opera a temperatura ambiente (circa 20 °C - 25 °C).
      Ciò può rendere il processo un po' più difficile per la gascromatografia poiché occorre prestare attenzione alla manipolazione della strumentazione, in particolare le colonne.
    • Velocità di eluizione
      In ragione della volatilità del campione e dell'elevata temperatura della colonna, la GC è molto più rapida della HPLC.
      L'eluizione mediante GC può avvenire in pochi secondi o minuti. Infatti, la velocità di eluizione dipende dal campione analizzato e dalla portata del gas di trasporto (Elio, Azoto, Argon o Idrogeno).
    • Risoluzione
      Dopo la separazione degli analiti e la risposta del rivelatore  si ottiene il cromatogramma, dal quale è possibile identificare i composti presenti nel campione. Tuttavia, può essere difficile distinguere i composti se hanno proprietà simili perché potrebbero avere tempi di ritenzione simili, segnali sovrapposti e quindi bassa risoluzione.
      Poiché la gascromatografia si basa sulla volatilità, un gascromatogramma può avere una bassa risoluzione per composti di peso molecolare simile. Analogamente, la polarità dei composti può causare una bassa risoluzione nei cromatogrammi della LC.

    Metodo

    Differenza

    Cromatografia in fase liquida

    Gascromatografia

    Fase mobile

    Liquido

    Gas 

    Tecnica di separazione

    Basata sulla polarità

    Basata sulla volatilità

    Proprietà del composto

    Solubile

    Volatile

    Temperatura

    Temperatura ambiente (20°C - 25°C)

    Temperature elevate (150°C - 300°C)

    Velocità

    Più lenta

    Più rapida

    Risoluzione

    Bassa risoluzione per la polarità

    Bassa risoluzione per la polarità

     

    Strumentazione

    Differenza

    Cromatografia in fase liquida

    Gascromatografia

    Lunghezza della colonna

    Corta e larga

    Lunga e sottile

    Solvente

    Deve essere polare

    Deve poter evaporare

    Rivelatore

    Non distruttivo

    Distruttivo

    Costo

    Più elevato

    Più basso


    Applicazioni

    Cromatografia in fase liquida

    Gascromatografia

    Ioni inorganici, polimeri, zuccheri, nucleotidi, vitamine, peptidi, proteine, lipidi e tetracicline.

    Oli, pigmenti vegetali, pesticidi, acidi grassi, tossine, campioni di aria e farmaci.

     
    In sintesi, GC e HPLC sono tecniche complementari utilizzate per la separazione dei composti. La GC viene utilizzata per i composti gassosi, mentre la HPLC viene utilizzata per i composti liquidi e solidi. La scelta della tecnica dipenderà dai requisiti specifici dell'analisi.

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