【化学】GC/MSの簡単な解説【ざっくり】

GC/MSは化学をやっている人ならよく耳にする分析手法だと思います。
管理人の会社にもあるのですが、とても便利でよく使います。
この記事では初心者向けにGC/MSの簡単な説明を行いたいと思います。

GC/MSとは

GC/MSは化学物質の詳細な分析を行うことのできる装置です。
調べたい試料の成分情報を明らかにしてくれます。
GC/MSは、GC(ガスクロマトグラフ)とMS(質量分析)が組み合わさった装置です！

1. GCの分子の種類を分けるという仕組みと
2. MSの質量を検出するという仕組み

これらが一つになった装置です。

・①のGC(クロマトグラム)というのは、カラムにより化学物質を分ける仕組みです。
・②の質量分析というのは、化学物質の質量を検出する技術です。

それぞれ単独で使用することもできますが、これらが組み合わさることで、混合物の同定が可能になるのです。

GC/MSはガスクロ部分によって成分を“1つ1つに分離” → MS部分でそれぞれを詳細に“質量分析”する
という流れになります。

GC/MSでできること

ではGC/MSで何がわかるのかというと、
サンプルの成分同定
ができます！

このサンプルにはAという化学物質とBという化学物質に加え、Cという化学物質が入っているな、というようなことがわかります。
IR(赤外分光法)も物質の同定などによく使用される分析手法ですが、GC/MSの方が基本的には精度が高いです。
理由は、①GC/MSでは混合物であっても中身を同定できる　②GC/MSでは分子量がわかる(分子イオンピークが検出されるため)　などが挙げられます。

何種類もの化学物質が入っているサンプルなのに、その中身がわかるというのは凄いですよね。
何故こんなことができるのかというと、GCによる“分離”とMSによる“解析”という、２つの技術が融合されているからなんですね。

GC/MSでできないこと

しかし、GC/MSは万能かというとそうではありません。
いくつかできないこともあります。一番無理なのが
分子量が大きい化合物の同定
です。
何故かというと、GC/MSでは一番初めに、熱で物質を気化させる段階があるのですが、高沸点化合物の場合ものすごい熱をかけないと気化しません。
しかし、500℃などのものすごい温度で加熱すると、気化する前に“分解”が起こってしまうというジレンマがあります。
そのため、高分子をGC/MSで同定するのは困難です。
(分解物のGC/MSから全体像を推測する、という方法で解析します)

加えて、熱で容易に反応・分解してしまうような化合物もNGです。
(=そのような物質を“熱安定性が低い”物質と言います。)

GC/MSの欠点を補うには

GC/MSは最初に物質を揮発させねばならず、その段階での分解が問題となります。
そこで採用される方法が、LC/MSです。
LCとは液体クロマトグラフの略です。
GCはガスクロマログラフの略で、物質を気化させてガスにより移動させますが、LCは液体でカラムを移動させます。
つまり熱をかけるセクションがないため、気化しない高分子であったり、熱安定性の悪い物質を分析することができます。