Méthode chromatographique dans laquelle des analytes volatils et semi-volatils sont transportés par un gaz inerte (phase mobile) à travers une colonne contenant une phase stationnaire (film liquide sur support solide ou adsorbant solide) pour séparer selon des différences de volatilité et d'interactions relatives avec la phase stationnaire ; les analytes séparés atteignent ensuite un détecteur séquentiellement selon leur temps de rétention.

Principe

Les équilibres de partage (ou d'adsorption) entre la phase mobile gazeuse et la phase stationnaire déterminent la rétention de chaque analyte ; le temps de rétention dépend de la pression de vapeur, de l'affinité pour la phase stationnaire, de la température de colonne, du débit du gaz vecteur et de la géométrie de la colonne ; modifier ces conditions (programmation en température, débit) permet d'ajuster la séparation.

Démonstration

Analyse d'un mélange d'organismes volatils par colonne capillaire enduite d'une phase stationnaire non polaire et hélium comme gaz vecteur : les composants eluant dans l'ordre d'indice de rétention croissant produisent des pics distincts détectés par un détecteur à ionisation de flamme (FID) ou un spectromètre de masse (GC–MS) pour identification et quantification.

Mauvaise application

Injecter des échantillons à point d'ébullition élevé, thermiquement labiles ou non volatils sans dérivatisation ou contrôle de décomposition mène à une mauvaise séparation ou à l'endommagement de la colonne ; supposer qu'un seul temps de rétention suffit à identifier un composé sans indice de rétention, vérification d'effets matrice ou coéluition est risqué.

Conséquence

Permet des séparations rapides et de haute résolution pour analytes volatils avec mesure quantitative d'aire de pic et couplage courant à des détecteurs sélectifs (MS, FID, ECD), soutenant les analyses environnementales, médico-légales, cliniques et industrielles lorsque les contraintes de volatilité et de stabilité sont respectées.

Inversion

Utiliser la chromatographie liquide à la place (phase mobile liquide) ou l'injection directe en spectrométrie de masse supprime le mécanisme de partage en phase gazeuse ; abaisser la température ou changer la phase stationnaire pour éliminer l'interaction différentielle supprime la séparation chromatographique et produit une coéluition.

Limite

S'applique aux composés volatils et thermiquement stables (ou dérivatisables) susceptibles d'être transportés en phase gazeuse ; nécessite un gaz vecteur et des colonnes compatibles avec l'échantillon et la température ; ne convient pas aux biomolécules non volatiles de masse élevée sans dérivatisation ou préparation d'échantillon alternative.

Tension sémantique

Tension entre la pratique générale de la « GC » et les techniques modernes hyphenées (GC–MS, GC×GC) — l'abréviation GC peut occulter le rôle du détecteur ou des méthodes multidimensionnelles ; de plus, « chromatographie en phase gazeuse » peut s'employer indistinctement pour « gaz–liquide » ou « gaz–solide », qui reposent sur des mécanismes de rétention différents.

Synthèse

La chromatographie en phase gazeuse applique les principes de partage chromatographique avec une phase mobile gazeuse inerte pour séparer des analytes volatils par différences de pression de vapeur et d'interactions avec la phase stationnaire ; elle fournit des séparations rapides et haute résolution lorsque la volatilité et la stabilité thermique des analytes sont adéquates et que les paramètres opératoires (température, débit, phase stationnaire) sont optimisés.