中古 島津製作所 Shimadzu ガスクロマトグラフ GCMS-QP2010

ガスクロマトグラフの仕組み

ガスクロマトグラフは、気体状態の物質を分離し、含まれる成分を定性・定量分析する装置です。基本構造は、移動相となる「キャリアガス」と、固定相となる「カラム（分離管）」の相互作用に基づいています。

分析する試料を高温の試料注入部に注入すると、液体の試料は瞬時に気化します。気化した試料は、ヘリウムや窒素などのキャリアガスに乗って、加熱されたオーブン内のカラムへと運ばれます。

カラム内部には固定相が塗布されており、試料がここを通過する際、成分ごとに固定相との馴染みやすさや沸点に差が生じます。固定相と強く反応する成分はゆっくり進み、反応が弱い成分は素早く通過します。この移動速度の違いによって、混合物が成分ごとに分離されます。

カラムの出口には検出器があり、出てきた成分を電気信号に変換します。信号を時間経過とともにグラフ化した「クロマトグラム」のピーク位置（保持時間）から成分の種類を、ピークの大きさから成分の量を特定します。代表的な検出器には、有機化合物を高感度に捉えるFIDや、汎用的なTCD、質量分析計を結合したGC-MSなどがあります。

ガスクロマトグラフの主な特徴

ガスクロマトグラフには、精密分析に適した際立った特徴があります。

ひとつ目は、非常に高い分離能力です。細く長いキャピラリーカラムを使用することで、数百種類以上の成分が混ざった複雑な混合物であっても、個々の成分へ鮮明に分離できます。

ふたつ目は、優れた検出感度です。微量成分の分析に適しており、ppm（100万分の1）やppb（10億分の1）レベルの超微量成分も正確に検出可能です。

みっつ目は、高い再現性と迅速性です。温度やガス流量を厳密に制御するため、安定したデータが短時間で得られます。

ただし、適用できる試料には制限があります。気化させて測定する性質上、対象は「気化しやすい物質（揮発性）」かつ「加熱しても分解しない物質（熱的安定性）」に限られます。気化しない物質や熱に弱い物質の分析には、液体クロマトグラフなどの手法が用いられます。

ガスクロマトグラフの用途

ガスクロマトグラフは、高い分離・分析能力を生かして多様な分野で活用されています。

環境分野では、大気や水質に含まれる揮発性有機化合物（VOC）や残留農薬、ダイオキシン類などの環境汚染物質の監視に利用されます。

食品・香料分野では、食品の芳香成分の解析や、油脂中の脂肪酸組成の分析、異臭の原因特定、食品中の残留農薬検査などに欠かせません。

石油・化学分野では、ガソリンや天然ガスの成分分析、プラスチック原料の不純物測定など、品質管理や製造プロセスの監視に広く使われています。

さらに法医学や医療分野でも、血液中のアルコール濃度測定や覚醒剤・毒物の鑑識、医薬品中の残留溶媒の分析などに幅広く応用されています。