Constituição do aparelho de GC-FID

O equipamento usado na análise cromatográfica gasosa, comummente designado por cromatógrafo, é constituído por três componentes essenciais: o injetor, a coluna de eluição e o detetor, estes que, serão abordados com algum detalhe em seguida. O bom funcionamento e a obtenção de dados credíveis por parte deste aparelho exigem uma coordenação entre todos os componentes, assim como a otimização do seu desempenho. De modo a percecionar a estrutura de um cromatógrafo será feita uma descrição detalhada da sua composição geral, tendo como base o aparelho manipulado nos laboratórios da DIN, SA.

2.5.1.1.1. Injetor split/splitless

A injeção em modo split/splitless, largamente estudada por Grob et al (1969 a e b)86,87, sendo por isso trivialmente designada por injeção de Grob, divide-se em dois momentos. Inicialmente, aquando da injeção, a câmara de entrada do injetor encontra-se com a válvula de split fechada, isto é, em modo splitless, garantindo que toda a amostra alcança a coluna. Após um período de tempo pré-estabelecido, o tempo de purga, dá-se a abertura da válvula, alterando-se o modo para split, o que promove a partição dos vários componentes da amostra antes da sua entrada para a coluna e a limpeza da entrada do injetor de possíveis resíduos.88 Todavia, é importante ter presente que deve existir um compromisso no estabelecimento do tempo de purga, já que, este não deve ser demasiado curto pois poderia eliminar amostra, nem demasiado longo pois torna-se provável a passagem de solvente para a coluna. Assim, este deve ser suficiente de modo a permitir o fluxo dos componentes para o interior da coluna, com a menor quantidade de volume possível, sendo a possibilidade deste ajuste a principal vantagem deste modo de injeção.87 Em suma, a injeção split leva à diminuição da amostra que entra na coluna, dado o fluxo da coluna e o fluxo split, a injeção splitless promove a entrada de toda a amostra assim como do solvente, e a combinação de ambos, prevê a entrada de toda a amostra com um volume irrisório de solvente.87

34 A escolha da coluna em análise por cromatografia gasosa é um passo crucial para a máxima eficiência na execução, determinação e quantificação de um ou vários componentes da amostra em estudo.89 As colunas podem ser capilares ou compactadas, sendo estas últimas recomendadas apenas para análises preliminares, já que não possuem uma resolução elevada, isto é, são de baixa sensibilidade. Quanto às capilares, estas são de resolução superior pelo que se adequam ao estudo de amostras mais complexas, como por exemplo, amostras cujo objetivo é a separação de ácidos gordos, tendo por base o tempo de retenção.90 Portanto, existe um conjunto de características a definir com base no tipo de análise que se pretende fazer, nomeadamente, o comprimento da coluna e o seu revestimento interno. Colunas que possuam um comprimento elevado são, usualmente, recomendadas para a análise de misturas complexas, uma vez que a resolução se prevê maior e a sua eficácia na separação de ácidos gordos de cadeia carbonada longa também.91 Ainda assim, conjugada com o comprimento da coluna deve ter-se em atenção a polaridade do revestimento interno da coluna, já que mediante a composição do constituinte a analisar, cuja polaridade varia mediante a presença e ausência de grupos funcionais, esta também deverá variar. No presente estudo, pretende-se a análise de ácidos gordos pelo que, o uso de colunas de baixa polaridade será o mais indicado, apesar de associada à baixa polaridade da fase estacionária poder ocorrer a co-eluição de ácidos gordos, principalmente daqueles que possuem tamanho da cadeia carbonada semelhante e que variam no número de duplas ligações.92 À medida que o composto a analisar atravessa a coluna, este vai estabelecendo várias interações com a fase estacionária, nomeadamente, de Van Deer Waals, dipolo-dipolo e pontes de hidrogénio. A maior ou menor retenção, traduzida pelo tempo de retenção, dependerá da afinidade do composto para a fase estacionária, ou seja, do número e intensidade de interações que entre eles se possam estabelecer. Porém, é relevante notar que a espessura do filme da fase estacionária é também importante para o tempo de retenção de cada analito, já que quanto maior for, maior será o tempo de retenção, já que as interações são maiores.93

2.5.1.1.3. Detetor por ionização da chama – FID

O FID tem a capacidade de detetar o analito num fluxo de gás, através da sua devida ionização na chama, usualmente de hidrogénio. Durante o processo de combustão dos compostos presentes na amostra de interesse, dá-se a formação de partículas eletricamente carregadas, iões e eletrões livres, capazes de gerar um sinal elétrico que se sobrepõe ao produzido pela própria chama ou pelo gás de arraste responsável pelo

35 transporte dos componentes em análise.94 Este sinal elétrico é amplificado através de elétrodos presentes no detetor, entre a chama e o coletor, resultando, posteriormente, num cromatograma que ilustra a formação de iões por unidade de tempo. Assim, através do tempo de retenção, que se define como o tempo que um determinado analito levou a alcançar o detetor, é possível identificar o composto e através da área do pico avaliar quantitativamente a sua presença na amostra de análise. Porém, e modo a que a identificação seja completamente confiável devem utilizar-se padrões de identificação, sendo possível a sua aplicação através de duas formas distintas: o método do padrão interno, onde o padrão, que é um ácido gordo ausente da amostra, pode ser incluído na mistura de análise e, dessa forma, surge no cromatograma da matriz, permitindo a quantificação dos AGs a partir do AGs padrão; ou método do padrão externo, que implica a execução de curvas de calibração para cada um dos ácidos gordos que se pretende quantificar.89

Em suma, é possível inferir que a formação de iões é proporcional à concentração do analito na amostra aquando da injeção, assim o FID torna-se sensível à massa do composto, surgindo com um limite de deteção superior a 5 carbonos. Este tipo de deteção é bastante recomendado e adequado para hidrocarbonetos, cujos fatores de resposta são dependentes do número de carbonos, sendo por isso, normalmente elevados. Já amostras que possuam heteroátomos têm tendência a apresentar fatores de resposta inferiores.93