Modulator Design for Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography:  Quantitative Analysis of Polyaromatic Hydrocarbons and Polychlorinated Biphenyls

Abstract

A novel cryogenic modulator was constructed for comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC x GC). The modulator is based on two-step cryogenic trapping with CO2 and thermal desorption with electric heating. The GC x GC system included a nonpolar first-dimension column and two semipolar second-dimension columns, one connected to a flame ionization detector and the other one to a electron capture detector. A Matlab-based program, which allowed determination of peak heights and volumes, was written for the data analysis. The GC x GC system was applied for the analysis of polyaromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls. The functioning of the modulator and the quantitativity of the method were studied with both peak volumes and peak heights from a three-dimensional plot. The separate peak areas from the modulated chromatogram were calculated as a comparison. The quantitative results were compared with those obtained with the same system but without the thermal modulation. The method was found to be repeatable and linear with use of peak volumes as well as peak heights. There was also good agreement with the results obtained by integration of separate peak areas. The developed GC x GC method was applied to the analysis of a Soxhlet extract of a certified sediment sample. The results were compared with the certified values.

Theory and Practice of UHPLC and UHPLC–MS

“…Other dual-stage modulators have been proposed but all remain at a research stage (Kallio et al, 2003aHyötyläinen et al, 2002).…”

Caracterização de amostras petroquímicas e derivados utilizando cromatografia gasosa bidimensional abrangente (GCxGC)

“…No trabalho de Sun e colaboradores 44 , foram utilizadas as técnicas GCxGC-FID com modulador criogênico de duplo jato, GC/MS e GC-AED ("Atomic Emission Detector", Detector de Emissão Atômica) para caracterização de dois óleos de lavagem diferentes. Através de uma análise rápida dos diagramas de contorno obtidos, verificou-se que, em um dos óleos, a maioria dos componentes eluiu na faixa de n-C 12 a n-C 16 , e para o outro óleo, na faixa de n-C 12 a n-C 20 . Nos diagramas de contorno obtidos, os compostos foram agrupados em três bandas: apolares, aromáticos de 1 e 2 anéis, e poliaromáticos.…”

“…Estes dois últimos moduladores descritos são os mais utilizados atualmente. Os princípios da GCxGC 1,2,4-11 , bem como os moduladores desenvolvidos 3,[12][13][14][15][16][17][18] , já têm sido largamente discutidos na literatura e não serão o enfoque deste trabalho.…”

“…Posteriormente, são referidas as análises de etapas do processamento do petróleo bruto, os avanços nas análises de biomarcadores e, por fim, aplicações envolvendo poluentes ambientais provenientes de petróleo e seus derivados em amostras de ar, água e solo. Dentre as principais aplicações da GCxGC a amostras petroquímicas estão as análises de gasolina 13,14,18,[21][22][23][24][25][26][27][28][29][30] , combustíveis para jatos 22,31 , gasóleo leve 19,32 , óleo diesel 27,[33][34][35][36][37][38] , óleo bruto 20,[39][40][41] , solventes hidrocarbonetos não aromáticos 20 , querosene 15,20,28,32,42,43 , óleos de lavagem 44 , biomarcadores 40,[45][46][47] , poluentes ambientais em ar 10,16,26,34,41,45,[47]…”

Química Analítica de Processos

“…GCxGC pode ser considerada como o 'estado da arte' em GC, com muitas aplicações na análise de alimentos 26 , ambiental 27 , petroquímica 28 , pesticidas 29 , óleos essenciais 30,31 , drogas 32 e hidrocarbonetos 33 . GCxGC é uma técnica que consiste em acoplar seqüen-cialmente duas colunas cromatográficas, a primeira geralmente com caráter de baixa polaridade e a segunda coluna, de menor dimensão, com caráter mais polar.…”