Development and evaluation of a cryogenic modulator for comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC X GC)

O objetivo do trabalho foi projetar e avaliar um modulador criogênico para cromatografia gasosa bidimensional abrangente (GC×GC). O modulador projetado foi baseado no modulador de quatro jatos (dois jatos quentes e dois jatos frios); N2 (g) resfriado em N2 (l) foi utilizado como fluido criogênico e N2 (g) aquecido foi utilizado como gás quente. O modulador foi instalado em um cromatógrafo a gás com detector por ionização em chama (GC-FID). O controle das válvulas solenóides e a digitalização do sinal analógico do FID foram realizados por software escrito em ambiente LabVIEW. Os resultados obtidos com o protótipo GC×GC-FID foram comparados com dados obtidos em um GC×GC-FID comercial. O desempenho de ambos os sistemas pode ser considerado equivalente, levando em consideração eficiência cromatográfica e repetibilidade. O protótipo GC×GC-FID foi empregado na análise de diversas amostras, em especial a fração volátil de polpa de abacaxi fresco e desidratado. Os voláteis foram extraídos por microextração em fase sólida através da extração dinâmica do headspace (DHS-SPME). A identificação dos compostos foi feita por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS) e avaliação dos índices de retenção. A identificação dos picos no cromatograma GC×GC foi feita através da comparação dos índices de retenção e dos perfis cromatográficos previamente obtidos por GC-MS. Como esperado, a análise por GC×GC-FID apresentou maior detectabilidade e poder de separação quando comparada com GC-FID. Por fim, alguns compostos não identificados por GC-MS foram identificados através de informação obtida pela estruturação cromatográfica da GC×GC.The aim of this project was to develop and evaluate a cryogenic modulator for comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC). The design of the modulator was based on a cryogenic quad jet modulator; N2 (g) cooled with N2 (l) was used as the cryogenic fluid and heated N2 (g) was used as the hot gas. The modulator was fitted into a gas chromatograph equipped with a flame ionization detector (GC-FID). The control of the solenoid valves and digitalization of the analogic FID signal were performed by software written in the LabVIEW platform. Results obtained with the GC×GC-FID prototype were compared with data from a commercial GC×GC-FID system. The performance of both systems was similar regarding chromatographic efficiency and repeatibility. The GC×GC-FID was employed for analysis of several samples, specially volatile organic compounds of fresh and dried pineapple pulp. The analytes were isolated by dynamic headspace solid phase microextraction (D-HSSPME); identification of the compounds was performed by conventional gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and evaluation of retention indexes. The identification of the peaks on the GC×GC chromatograms was carried out by comparison of retention indexes and chromatographic profiles previously obtained by GC-MS. As expected, the detectivity and separation power of the GC×GC-FID analysis was significantly better than that of GC-FID. Moreover, the identity of some compounds not identified by GC-MS was assigned after information obtained from GC×GC chromatographic structure