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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