Rychlý průvodce přechodu z helia na vodík v GC a GC/MS

Problémy s přechodem z helia na vodík jsou:

• Bezpečnost
• Modifikace instrumentace
• Změny v metodách (zejména v případě nutnosti dodržování předpisů)
• Čas na vývoj/revalidaci metody
• Znalosti osob/firem, které změny provádějí

Bezpečnost

Pokud chcete použít vodík jako nosný plyn a nemáte v laboratoři zdroj vodíků (lahev) a zajištěnou tomu odpovídající bezpečností, doporučili bychom generátor vodíku. Generátory vodíku se dodávají s různou kapacitou v závislosti na vašich požadavcích a mají zabudované vnitřní bezpečnostní prvky, které omezují množství použitelného vodíku v případě netěsností nebo náhlých poklesů tlaku.

Kromě toho mají všichni výrobci GC vodíkové senzory, které lze namontovat na GC, a které v případě neočekávané netěsnosti automaticky odstaví plynový chromatograf.

Modifikace instrumentace

Pokud již je k přístroji zaveden přívod vodíku, je proces pro relativně jednoduchý. Než však budete pokračovat, doporučujeme zkontrolovat požadavky a doporučení výrobců na parametry vodíku jako je např. čistota nebo tlak.

To platí zejména pro termální desorpci (TD) a detektory, jako jsou PDHID, TCD a ECD. Výkon TD a těchto detektorů může být také závislý na prováděné aplikaci. Existují však doporučené úpravy, které lze provést, aby se negativní vlivy minimalizovaly.

Doporučujeme začít s možností flexibilního přepínání mezi plyny (manuální nebo automatické). Náklady jsou relativně nízké a umožní Vám to zachovat také svou stávající analýzu a vyvíjet a testovat/validovat novou metodu bez potřeby odstávky přístroje nebo kontaminace cest vzduchem.

Aby bylo možné pracovat se správnými průtoky nebo tlaky, je nutné po změně nosného plynu změnit konfiguraci EPC na nový nosný plyn.

💡💡💡 Výběr z desítek GC & GC/MS webinářů ma téma změny nosného plynu z Helia na Vodík

• Converting from Helium to Hydrogen Gas
• Combating the Helium Shortage: Making the Switch from Helium to an Alternative Carrier Gas
• Products & Applications Series - Helium Part 2: Save it or Swap it!
• From Helium to Hydrogen in GC-MS/MS
• Choosing a different carrier gas in GC
• Helium Shortage 4.0: Is hydrogen carrier gas the solution to the GC–MS problem?
• Eliminating Dependency on Helium Supply for Your Thermal Desorption GC/MS Analysis
• Alternative Carrier Gases for GC and GC-MS
• Making the Switch from Helium to Hydrogen or Nitrogen Carrier Gas
• Try Hydrogen and Nitrogen as Alternative Carrier Gases
• Strategies to Mitigate for Rising Helium Gas Costs
• Strategies to Save Helium and best practice for alternative GC carriers
• Deliver more by using hydrogen carrier gas in thermal desorption-GC(MS) workflows
• Using nitrogen as a GC-MS carrier gas: Opportunities to eliminate reliance on helium
• Designed for Speed: A Fast-GC Forum
• What’s Next After Helium? - Conserving or Switching Carrier Gas
• Hydrogen as an alternative to Helium for GC

Změny metod

Metody bude nutné upravit nebo modifikovat podle změny nosného plynu. Jedná se především o úpravy parametrů nosného plynu a průtoků detektorů. Nutné však budou také změny parametrů pro zpracování dat a vlastnosti / rekalibrace pro cílené a necílené sloučeniny.

Vývoj/Validace metod

Protože se parametry metody kvůli novému nosnému plynu změnily, analytická metoda bude muset být revalidována. To zahrnuje parametry, jako jsou LOD, lineární rozsah, opakovatelnost, přesnost, robustnost a výtěžnost a/nebo cokoli jiného co je od regulačního orgánu požadováno nebo je v dané metodě požadaváno.

Znalosti a zkušenosti pro provedení změny

Konfigurací přístrojů a aplikací je mnoho, takže kdokoli provádí tyto změny nosných plynů, musí zvážit všechny problémy. Aby byla změna úspěšná musíte mít detailní znalosti o vašich stávajících a budoucích analýzách.

Výhody nosného plynu vodíku ve srovnání s heliem

Výhody použití vodíku jsou:

• Snadno dostupné (použití také s generátory vodíku)
• Nižší cena
• Rychlost analýzy
• Lepší separace

Konkrétní úvahy pro některé detektory jsou podrobně uvedeny níže.

Detektor FID

• Výhodou je možnosti pracovat pouze se 2 plyny (H₂ a vzduch)
• Průtok detektoru může být nutné znovu připojit, upravit a optimalizovat a jako alternativu použít N₂ nebo vzduch.

MS (hmotnostně spektrometrycký) detektor

• Výhodu je často méně častá potřeba čištění iontového zdroje
• Možná budete muset zakoupit novější zdroj, který je inertnější, aby se omezila fragmentace. Celkové průtoky ve zdroji mohou být omezeny na < 1,5 ml/min. Existují však několik řešení těchto problémů včetně MS detektorů zvládající vyšší průtoky.

Detektor TCD

• Protože metoda detekce je založena na tepelné vodivosti, konverze na jiný nosný plyn vyžaduje podrobnější aplikační znalosti.

detektor ECD

• Aby detektor fungoval, musí zůstat pomocný plyn směs dusíku nebo metanu a argonu.

Detektor PHDID

• S nosným plynem vodíkem tento detektor nebude fungovat správně

Závěr

Pokud vezmete v úvahu tyto základní pokyny, budete mít jistotu, že Váš plynový chromatograf z nosného plynu helia na vodík převedete úspěšně, čímž zvýšíte propustnost vzorků a snížíte náklady, a přitom budete stále poskytovat přesné a spolehlivé výsledky.

Výběr z desítek dokumentů o přechodu z Helia na vodík dostupných v knihovně LabRulezGCMS

• Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík Část I. – Technická a bezpečnostní hlediska

• Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík. Část II. – Retenční časy a selektivita

• Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík. Část III. – Nástřik vzorku a detektory

• RYCHLEJŠÍ PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE A JEJÍ VYUŽITÍ V PIVOVARSTVÍ. ČÁST 1. – TEORETICKÉ A PRAKTICKÉ ASPEKTY

• Hydrogen: A Superior Carrier Gas Alternative to Helium (Applications | 2009 | Merck)

• How to Combat the Helium Shortage: Making the Switch from Helium to Hydrogen or Nitrogen (Presentations | 2022 | Agilent Technologies)

• Addressing gas conservation challenges when using helium or hydrogen as GC carrier gas (Technical notes | 2022 | Thermo Fischer Scientific)

• Shimadzu’s Recommendations for Dealing with Current Helium Gas Shortag (Presentations | 2022 | Thermo Shimadzu)

• 7 Steps to changing carrier gas from Helium to Hydrogen (Technical notes | 2016 | Peak Scientific)

• Ballooning helium costs keeping you up at night? Try Hydrogen and Nitrogen as Alternative Carrier Gases (Presentations | 2022 | Agilent Technologies)

• Countermeasures and Solutions for Helium Gas Supply Shortages - GCMS (Presentations | 2022 | Shimadzu)

• How to Combat the Helium Shortage: Making the Switch from Helium to Hydrogen or Nitrogen Carrier Gas (Presentations | 2019 | Agilent Technologies)

• FAMEs analysis method revalidation from helium to hydrogen for GC (Applications | 2015 | Peak Scientific)

• GC & GC/MS Helium to Hydrogen Conversion Quick Reference Guide (Guides | 2022 | ChromSolutions)

• How to convert helium to hydrogen as a carrier gas in gas chromatography (Technical notes | 2013 | Parker Hannifin)

• The Effect of Draw-out Lens Diameter on Sensitivity of GC-MS analysis (Applications | N/A | Peak Scientific)

• From Helium to Hydrogen: GC-MS Case Study on SVOC’s in water (Presentations | N/A | Thermo Fischer Scientific)

• Conversion of GC/MS Methods From Helium To Hydrogen Carrier Gas (Posters | 2013 | Agilent Technologies)

• Helium What is the current cost to labs? (Technical notes | 2015 | Peak Scientific)

• Impact of GC Parameters on The SeparationPart 6: Choice of Carrier Gas and Linear Velocity (Guides | N/A | Restek)

• How to Convert from Helium to Hydrogen as a Carrier Gas in Gas Chromatography (Technical notes | 2012 | Parker Hannifin)

• Fast GC-MS Analysis of Semi-Volatile Organic Compounds: Migrating from Helium to Hydrogen as a Carrier Gas in US EPA Method 8270 (Applications | 2016 | Thermo Fischer Scientific)

• Benefits and Considerations of Converting to Hydrogen Carrier Gas (Technical notes | 2013 | Restek)

• Advantages and Disadvantages of Substitution of Helium as Carrier Gas in Gas Chromatography by Hydrogen. Part III. – Sample Introduction and Detectors (Scientific articles | 2013 | Kvasny Prumysl)

• The Use of Hydrogen Carrier Gas for GC/MS (Technical notes | 2012 | PerkinElmer)

• The Use of Alternative Carrier Gases in Gas Chromatography (Technical notes | N/A | SCION Instruments)

• Helium, Hydrogen, or Nitrogen—The Choice is Yours: Unique Rtx®-CLPesticides Column Set Provides Optimal Results for Organochlorine Pesticides GC-Micro-ECD Analysis Using Any Carrier Gas (Applications | 2014 | Restek)

• Advantages and Disadvantages of Substitution of Helium as Carrier Gas in Gas Chromatography by Hydrogen. Part I. – Technical and Safety Aspects (Scientific articles | 2013 | Kvasny Prumysl)

• Moving from Helium to Hydrogen as a Carrier Gas for the Thermo Scientific ISQ GC-MS System (Applications | 2012 | Thermo Fischer Scientic)

• Optimized PAH Analysis Using Triple Quadrupole GC/MS with Hydrogen Carrier (Applications | 2020 | Agilent Technologies)