روشی ویژه برای جداسازی، شناسایی و تعیین مقدار ترکیبات آلی فرار (VOC: Volatile Organic Compound) در نمونه هایی با بافت یا ماتریکس پیچیده توسط کروماتوگرافی گازی، GC یا کروماتوگرافی گازی – اسپکترومتری جرمی، GC-MS استفاده از سیستم تزریق خودکار هداسپیس، Headspace Auto Injector است.
در واقع، هداسپیس گاز کروماتوگرافی، Headspace GC یا هداسپیس جی سی مس، Headspace GC-MS روشی تجزیه ای برای آنالیز ترکیبات فرار در نمونه های طبیعی با زمینه پیچیده هستند. برای مثال، آنالیز مواد طبیعی بودار، مانند گیاهان و مواد غذایی بودار با این روشها انجام می شود. عصاره گرفته شده از این نمونه ها را نمی توان مستقیماً به دستگاه GC یا GC-MS تزریق کرد، زیرا در این عصاره ها مولکولهای بزرگ با نقطه جوش زیاد هم وجود دارد، که تجزیه و تحلیل کروماتوگرام را مشکل می کند. درضمن، انحلال این مواد در حلالهای آلی امکان تخریب مواد فرار را دارد و لذا، آنالیز را با مشکل مواجه می کند.
در روش هداسپیس، headspace نمونه مایع یا جامد که هدف آنالیز مواد فرار موجود در آن است، در ویالهای مخصوص مهر و موم شده قرار داده شده و در دمای مشخص و تعیین شده گرم می شود تا مواد فرار آن بخار شده در فضای فوقای ویالها متراکم شوند. سپس این مواد فرار توسط سرنگ مخصوص که تا فضای فوقانی ویال از طریق درپوش لاستیکی یا سپتوم فروبرده شده است، جمع آوری و به دستگاه جی سی یا جی سی – مس تزریق می شود. کروماتوگرام حاصل ترسیم شده و نمونه آنالیز می شود.
نمونه برداری از فضای فوقانی یا هداسپیس ویالها برای تزریق به دستگاه GC یا دستگاه GC-MS معمولاً با سرنگ گرم شونده و گازتایت (Gas Tight) انجام می شود. در صورت نیاز به دقت بیشتر، می توان از میکرو استخراج فاز جامد (SPME) برای پیش تغلیظ مواد فرار قبل از تزریق به دستگاه جی سی یا جی سی – مس، استفاده کرد.
توسط روش هداسپیس، Headspace هر نمونه ای را که بتوان داخل ویالهای مخصوص ریخت، می توان آنالیز کرد، ولی، بافت نمونه نباید بسیار فرار باشد.
مقدار نمونه ای که باید به درون ویالهای اتواینجکتور ریخته شود، با غلظت ترکیبات فرار موجود در آن متناسب است. برای مثال، اغلب مقدار ۰٫۱ الی ۱۰ گرم از نمونه برای آنالیز توسط Headspace GC یا Headspace GC-MS لازم است. برای آنالیز کمّی معمولاً به مقدار نمونه بیشتری از نمونه نیاز است، زیرا از روش جمع آوری استاندارد استفاده شده می شود.
روش هداسپیس، Headspace برای آنالیز با جی سی یا جی سی – مس، مزایایی دارد که برخی از آنها عبارتند از:
- قابلیت خودکار کردن
- کاهش هزینه و زمان هر آنالیز
- استفاده از حلال کمتر و جلوگیری از اختلال پیک حلال با نمونه و درنتیجه، همکاری در زمینه شیمی سبز.
- روش ساده و سریع، به طوریکه در زمان کوتاه می توان تعداد زیادی نمونه را آنالیز کرد.
- توانایی بالا در پیش تغلیظ و استخراج گونه های فرار، اندازه گیری ترکیبات خیلی فرار با روش Headspace بهتر از سایر روشها است. زیرا در اکثر روشها به مقدار زیاد گیاه نیاز بوده و زمان بر هستند.
- مزیت بزرگ آن در کاهش مشکل مربوط به بافتهای پیچیده در ماتریس نمونه و مشکلات مربوط به حل کردن نمونه است.
- استفاده از این روش به گیاهان آسیب وارد نمیکند، بنابراین کار کردن بر روی گونه های گیاهی حفاظت شده و همچنین گونه های نادر را امکان پذیر میسازد.
- کاهش مسائل و مشکلات مربوط به تزریق یک نمونه حاوی پلیمر و آلوده شدن GC و اختلال در تشخیصات بعدی به وسیله GC و ایجاد پیک های ضعیف برای ترکیباتی که بعدا آنالیز میشوند. پس ساده ترین راه میتواند عدم تزریق مستقیم باشد و آنالیزی از فضای فوقانی بالای نمونه جامد اگر داشته باشیم میتواند موثر و مفید باشد. همچنین در مورد اسیدهای چرب کوتاه زنجیره که اندازه گیری آنها با GC دشوار است، استفاده از تکنیک HS فرآیندهای مشتق سازی و آماده سازی نمونه و آنالیز با GC/MS را به یک مرحله کاهش میدهد.