Gaschromatografenmassenspektrometer | Gaschromatographmassenspektrometer | GC-MS

Wie GC-MS Stoffe trennt und identifiziert

Im ersten Schritt werden Probenbestandteile im Gaschromatographen zeitlich getrennt. Die Auftrennung erfolgt über eine Säule und beruht vor allem auf Flüchtigkeit, Wechselwirkung mit der stationären Phase und Temperaturführung. Anschliessend gelangen die getrennten Komponenten in das Massenspektrometer, wo sie ionisiert und nach ihrem Masse-zu-Ladung-Verhältnis erfasst werden. Dadurch lassen sich Substanzen nicht nur voneinander trennen, sondern auch über ihr Massenspektrum zuordnen und bei geeigneter Kalibrierung quantifizieren.

Typische Anwendungen bei Lebensmitteln und Rohstoffen

GC-MS wird eingesetzt, wenn in Lebensmitteln oder lebensmittelnahen Proben flüchtige oder nach Derivatisierung gaschromatographisch erfassbare Stoffe untersucht werden sollen. Dazu gehören je nach Matrix unter anderem Aromaprofile, Lösungsmittelrückstände, bestimmte Kontaminanten, Prozessnebenprodukte oder Rückstände aus Produktion und Umwelt. Die Methode wird sowohl für gezielte Analysen einzelner Stoffgruppen als auch für breitere Screenings verwendet. Relevante Einsatzkontexte sind Rohwarenkontrolle, Qualitätsprüfung, Ursachenabklärung bei Abweichungen und Laboruntersuchungen im regulatorischen Umfeld.

Geräteausführungen, Ionisation und Probenzufuhr

GC-MS-Systeme unterscheiden sich unter anderem nach Massenspektrometertyp, Ionisationsverfahren und Art der Probenzufuhr. Verbreitet sind Systeme für Routineanalytik mit fokussierter Zielstoffbestimmung sowie Ausführungen für empfindlichere Spurenanalytik oder für die Abklärung unbekannter Signale. Bei der Probenzufuhr kommen je nach Matrix und Analyten beispielsweise Flüssiginjektion, Headspace, SPME oder thermische Desorption in Frage. Welche Konfiguration geeignet ist, hängt davon ab, ob vor allem Identifikation, empfindliche Quantifizierung, Screening oder die Untersuchung komplexer Lebensmittelmatrices im Vordergrund steht.

Abgrenzung zu GC, HPLC, Ionenchromatographie und TLC

Innerhalb der Chromatographie gehört GC-MS zu den gekoppelten Verfahren: Die Gaschromatographie übernimmt die Trennung, das Massenspektrometer die stoffliche Zuordnung. Gegenüber einem reinen GC liefert GC-MS zusätzliche Identifikationsinformation über das Massenspektrum und reduziert damit Unsicherheiten bei ähnlichen Retentionszeiten. HPLC wird eher für nicht oder schlecht verdampfbare sowie thermisch empfindliche Verbindungen eingesetzt, während die Ionenchromatographie vor allem ionische Bestandteile wie Anionen oder Kationen adressiert. Dünnschichtchromatografie dient dagegen eher einfachen Vergleichs- und Screeningaufgaben und bietet nicht dieselbe strukturelle Information wie GC-MS.