مقدمه
کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography – GC) یکی از روش‌های تحلیلی دقیق و پرکاربرد در آنالیز ترکیبات فرار و نیمه‌فرار است که در صنایع مختلف از جمله داروسازی، محیط‌زیست، صنایع غذایی و شیمیایی استفاده می‌شود. این تکنیک به دلیل حساسیت بالا، دقت زیاد و قدرت تفکیک مناسب به یکی از مهم‌ترین ابزارهای کنترل کیفیت داروها، بررسی ناخالصی‌ها و تعیین حلال‌های باقی‌مانده تبدیل شده است.
در این مقاله، اصول عملکرد، اجزای دستگاه، روش‌های توسعه، کاربردها، مشکلات رایج و جنبه‌های نظارتی کروماتوگرافی گازی در صنعت داروسازی را بررسی خواهیم کرد.
۱. اصول کروماتوگرافی گازی (GC)
۱.۱. اساس کار GC
کروماتوگرافی گازی یک روش جداسازی فیزیکی-شیمیایی است که در آن ترکیبات موجود در نمونه، بر اساس میزان تمایل آن‌ها به فاز متحرک (گاز حامل) و فاز ساکن (ستون کروماتوگرافی) از یکدیگر جدا می‌شوند. مراحل اصلی شامل:
1. تزریق نمونه: نمونه مایع یا گازی از طریق انژکتور به دستگاه تزریق می‌شود.
2. انتقال توسط گاز حامل: گاز بی‌اثر مانند هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن، نمونه را از میان ستون عبور می‌دهد.
3. جداسازی در ستون کروماتوگرافی: ترکیبات مختلف نمونه، بر اساس نقطه جوش و برهم‌کنش با فاز ساکن ستون، در زمان‌های مختلف از ستون خارج می‌شوند.
4. آشکارسازی و ثبت داده‌ها: آشکارساز سیگنال‌هایی تولید می‌کند که اطلاعات لازم برای شناسایی و کمّی‌سازی ترکیبات را فراهم می‌آورند.
۱.۲. انواع کروماتوگرافی گازی
✔ کروماتوگرافی گازی با ستون پرشده (Packed Column GC): استفاده از ستون‌های پر شده با مواد جاذب، مناسب برای آنالیز ترکیبات ساده.
✔ کروماتوگرافی گازی با ستون مویینه (Capillary GC): ستون‌های نازک‌تر که قدرت تفکیک بالاتری دارند.
✔ کروماتوگرافی گازی – طیف‌سنجی جرمی (GC-MS): ترکیب GC با طیف‌سنجی جرمی برای شناسایی دقیق ساختار ترکیبات.
۲. اجزای اصلی دستگاه GC
۲.۱. گاز حامل (Carrier Gas)
گاز حامل مسئول انتقال نمونه از میان ستون کروماتوگرافی است. رایج‌ترین گازهای حامل شامل:
✔ هلیوم (He): پایدار و پرکاربرد، مناسب برای حساسیت بالا.
✔ نیتروژن (N₂): اقتصادی، اما دقت کمتری دارد.
✔ هیدروژن (H₂): تفکیک عالی، اما نیاز به کنترل ایمنی بالا دارد.
۲.۲. انژکتور (Injector)
نمونه از طریق انژکتور وارد دستگاه می‌شود. روش‌های تزریق شامل:
✔ تزریق تقسیم‌شده (Split Injection): مناسب برای نمونه‌های غلیظ.
✔ تزریق بدون تقسیم (Splitless Injection): برای نمونه‌های کم‌غلظت.
✔ تزریق مستقیم (Direct Injection): مناسب برای ترکیبات ناپایدار حرارتی.
۲.۳. ستون کروماتوگرافی (Chromatographic Column)
✔ ستون‌های پرشده (Packed Columns): برای آنالیز ترکیبات ساده.
✔ ستون‌های مویینه (Capillary Columns): برای تحلیل دقیق ترکیبات پیچیده.
۲.۴. آشکارساز (Detector)
✔ آشکارساز یونیزاسیون شعله‌ای (FID): حساسیت بالا برای ترکیبات آلی.
✔ آشکارساز هدایت حرارتی (TCD): مناسب برای ترکیبات گازی.
✔ آشکارساز جذب الکترونی (ECD): برای ترکیبات دارای هالوژن.
✔ آشکارساز جرمی (MS): برای شناسایی ساختار ترکیبات.
۳. توسعه روش در GC
۳.۱. انتخاب شرایط کروماتوگرافی
• انتخاب ستون مناسب: ستون‌های سیلیکای اصلاح‌شده برای ترکیبات دارویی.
• انتخاب گاز حامل: هلیوم برای دقت بالا، نیتروژن برای هزینه کمتر.
• تنظیم دما و نرخ جریان (Flow Rate): تنظیم بهینه برای تفکیک بهتر.
۳.۲. اعتبارسنجی روش (Method Validation)
مطابق ICH Q2(R1)، پارامترهای مهم برای اعتبارسنجی شامل:
✔ دقت (Precision)
✔ صحت (Accuracy)
✔ حد تشخیص و حد تعیین مقدار (LOD, LOQ)
✔ پایداری سیستم (System Suitability)
۴. کاربردهای GC در صنعت داروسازی
✔ کنترل کیفیت (QC): بررسی خلوص مواد اولیه و محصولات نهایی.
✔ آنالیز ترکیبات فرار: شناسایی حلال‌های باقی‌مانده در داروها.
✔ بررسی ناخالصی‌ها: تعیین ترکیبات نامطلوب در فرایند سنتز.
✔ مطالعات پایداری: تعیین میزان تخریب داروها تحت شرایط محیطی مختلف.
✔ تحلیل مواد فعال دارویی (API): بررسی ترکیبات فرار در نمونه‌های دارویی.
۵. مشکلات رایج در GC و راهکارهای رفع آن‌ها
۵.۱. کاهش شدت سیگنال‌های کروماتوگرام
🔹 علت: گرفتگی انژکتور یا خرابی ستون.
✅ راه‌حل: شستشوی سیستم یا تعویض ستون.
۵.۲. پیک‌های نامتقارن یا دنباله‌دار (Tailing Peaks)
🔹 علت: جذب ترکیب روی فاز ساکن.
✅ راه‌حل: تغییر فاز ساکن یا تنظیم شرایط دمایی.
۵.۳. افزایش نویز پایه (Baseline Noise)
🔹 علت: ناپایداری گاز حامل یا آلودگی ستون.
✅ راه‌حل: بررسی خلوص گاز و شستشوی سیستم.
۶. جنبه‌های نظارتی (Regulatory Aspects) در GC
✔ ICH Q2(R1): راهنمای اعتبارسنجی روش‌های تحلیلی.
✔ USP <467>: استاندارد تعیین حلال‌های باقی‌مانده در محصولات دارویی.
✔ FDA 21 CFR Part 11: الزامات ثبت الکترونیکی داده‌ها.
جمع‌بندی
کروماتوگرافی گازی (GC) یکی از ابزارهای کلیدی در آنالیز ترکیبات فرار و کنترل کیفیت دارویی است. این تکنیک با دقت بالا و حساسیت مناسب، نقش مهمی در تعیین ناخالصی‌ها، بررسی ترکیبات آلی و تضمین کیفیت داروها دارد.
🔹 اگر قصد فعالیت در حوزه کروماتوگرافی و کنترل کیفیت دارویی را دارید، یادگیری اصول GC و استانداردهای مربوطه ضروری است.
📌 آیا شما تجربه‌ای در کار با GC دارید؟ نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید! 😊
