Pirolisi-gas cromatografia-spettrometria di massa
La pirolisi accoppiata con gas cromatografia e spettrometria di massa (abbreviato in Pyr-GC/MS o Py-GC/MS) è un metodo di analisi chimica in cui il campione subisce una decomposizione termica, producendo molecole più semplici separate in gas cromatografia ed analizzate infine con spettrometria di massa.[1][2]
Funzionamento
[modifica | modifica wikitesto]Una pirolisi è la decomposizione termica di un materiale in un'atmosfera inerte oppure sotto vuoto. Il campione viene messo a contatto diretto con un filamento di platino (in alternativa viene posto in un tubicino di quarzo) e rapidamente viene scaldato fino a 600-1000 °C. A seconda delle finalità si possono raggiungere anche temperature più elevate.
Attualmente si sfruttano tre diverse tecniche di riscaldamentoː fornace isotermica, riscaldamento ad induzione (pirolizzatore di Curie) e riscaldamento resistivo classico con filamenti di metallo (solitamente platino).
I legami più deboli delle molecole si rompono e si producono particelle più piccole e leggere, dei frammenti più volatili. Questi ultimi sono poi separati con la gas cromatografia e rivelati con un analizzatore tipico della spettrometria di massa (per esempio un quadrupolo).
L'analisi di un cromatogramma Pyr-GC è tipicamente molto complessa data la grande varietà di prodotti di decomposizione che si possono ottenere. Quando è possibile compiere un'identificazione, si risale ad informazioni sulla struttura molecolare del campione.
Per incrementare la volatilità di frammenti polari si possono aggiungere al campione, prima del riscaldamento, vari agenti metilanti.[3]
Oltre l'uso di appositi pirolizzatori, campioni solidi e liquidi si possono impiegare con introduzione diretta in colonna GC previo passaggio attraverso un vaporizzatore a temperatura programmata (PTV, programmed temperature vaporizer), il cui obiettivo è riscaldare rapidamente il materiale incrementando la temperatura ad intervalli regolari prefissati (fino a 60 °C/s) fino a 650 °C, più che sufficiente per applicazioni di routine della pirolisi. Il principale vantaggio di questa strategia è che non è necessario dotarsi di un pirolizzatore, è sufficiente una colonna cromatografica GC con un PTV, quindi una strumentazione più economica e meno complessa.[4][5]
Applicazioni
[modifica | modifica wikitesto]La Pyr-GC/MS è utile per l'identificazione dei composti non volatili, tra cui i polimeri.[6][7] Il modo in cui il polimero si frammenta, prima della separazione in GC, può aiutare la sua identificazione. La Pyr-GC/MS è anche applicata sui campioni ambientali (tra cui i fossili)[8][9] così come in ambito forense per analizzare una scena del crimine o alcuni campioni biologici.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ Goodacre, R.; Kell, D. B., Pyrolysis mass spectrometry and its applications in biotechnology, in Curr. Opin. Biotechnol., vol. 7, 1996, pp. 20-28, DOI:10.1016/S0958-1669(96)80090-5.
- ^ Peacock, P. M.; McEwen, C. N., Mass Spectrometry of Synthetic Polymers. Anal. Chem., vol. 78, 2006, pp. 3957-3964, DOI:10.1021/ac0606249.
- ^ Halket JM, Zaikin VG, Derivatization in mass spectrometry --7. On-line derivatisation/degradation, in European Journal of Mass Spectrometry, vol. 12, n. 1, 2006, pp. 1–13, DOI:10.1255/ejms.785, PMID 16531644.
- ^ Erwin R. Kaal, Mitsuhiro Kurano, Margit Geißler e Hans-Gerd Janssen, Hyphenation of aqueous liquid chromatography to pyrolysis-gas chromatography and mass spectrometry for the comprehensive characterization of water-soluble polymers, in Journal of Chromatography A, vol. 1186, n. 1-2, 2008, pp. 222–227, DOI:10.1016/j.chroma.2007.10.035.
- ^ Eckerle, P., Pursch, M., Cortes, H. J., Sun, K., Winniford, B. e Luong, J., Determination of short-chain branching content in polyethylene by pyrolysis comprehensive multidimensional gas chromatography using low thermal mass column technology, in Journal of Separation Science, n. 1, 2008, pp. 3416–3422, DOI:10.1002/jssc.200800218.
- ^ Hans-Joachim Hübschmann, Handbook of GC-MS: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, 27 luglio 2015, pp. 68–, ISBN 978-3-527-33474-2.
- ^ National Gallery of Art Conservation: Scientific Research, su nga.gov. URL consultato il 21 agosto 2007 (archiviato dall'url originale il 16 settembre 2007).
- ^ Janos P, Separation methods in the chemistry of humic substances, in Journal of Chromatography A, vol. 983, n. 1-2, 2003, pp. 1–18, DOI:10.1016/S0021-9673(02)01687-4, PMID 12568366.
- ^ Poinar HN, The genetic secrets some fossils hold, in Acc. Chem. Res., vol. 35, n. 8, 2002, pp. 676–84, DOI:10.1021/ar000207x, PMID 12186573.
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Info sulla tecnica
