Víc analýz, méně Helia! Úspora helia v plynové chromatografii: Watrex Helium Saver™

Plynová chromatografie (GC) patří mezi klíčové analytické techniky využívané v chemických, farmaceutických i potravinářských laboratořích. Především v kombinaci s hmotnostní spektrometrií (GC/MS) představuje nepostradatelný nástroj pro kvalitativní a kvantitativní analýzu stopových látek. Jedním z limitujících faktorů této metody je však spotřeba nosného plynu – tradičně helia.

Watrex: obr. 1 Watrex Helium Saver™

Proč právě helium? 

Helium je v plynové chromatografii preferováno díky své inertnosti, nízké hustotě a výborné separační schopnosti, zejména v kombinaci s GC/MS, kde jiné plyny (např. dusík) nedosahují požadované citlivosti a rychlosti separace. Vodík by mohl být alternativou, avšak nese s sebou bezpečnostní rizika (výbušnost) a v některých aplikacích také chemickou reaktivitu, která může ovlivnit výsledky.

Zajímavostí je, že helium, přestože je druhým nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru, je na Zemi vzácné a neobnovitelné. Vzniká jako produkt alfa rozpadu těžkých prvků a přirozeně uniká do vesmíru. Často je získáváno jako vedlejší produkt při těžbě zemního plynu. Rostoucí poptávka a omezené zásoby způsobují trvalý růst cen – dnes se cena jedné tlakové láhve může pohybovat mezi 20–80 tisíci Kč, přičemž její spotřeba v laboratoři často vystačí pouze na 1–2 měsíce. 

Jak laboratoře šetří helium? 

Přechod na vodík jako nosný plyn 

Vodík (H₂) se v plynové chromatografii v některých laboratořích používá jako alternativa k heliu díky své dostupnosti a nižší ceně. Přesto má několik zásadních nevýhod:

• Bezpečnostní riziko: Vodík je vysoce hořlavý a výbušný, což vyžaduje přísná bezpečnostní opatření, speciální detektory úniků a správné odvětrávání.
• Chemická reaktivita: Na rozdíl od helia není zcela inertní. Může vstupovat do chemických reakcí s některými analyty či stěnami kolony, což vede k artefaktům v chromatogramech a zkreslení výsledků. 
• Omezená kompatibilita metod: Přechod na vodík často vyžaduje převalidování metod, změnu podmínek separace a přizpůsobení detektorů. Ne všechny metody jsou na tento přechod vhodné a změny mohou být časově i finančně náročné.

Přepínání na dusík mimo měření 

Dusík (N₂) je levný, dostupný a inertní plyn, který se může využívat k proplachování chromatografických systémů v době, kdy se neměří. Tím se šetří helium v době nečinnosti přístroje. Nicméně tato metoda má několik úskalí:

• Nutnost manuálního přepínání: Obsluha musí plynně přepnout mezi plyny a hlídat správné načasování. Zapomenuté přepnutí může vést buď k plýtvání heliem, nebo ke ztrátě času při přípravě přístroje.
• Doba proplachu: Před každým měřením musí být systém dostatečně dlouho promyt heliem, aby se odstranil dusík a byly zajištěny správné chromatografické podmínky. To může prodlužovat startovací časy měření.
• Omezená efektivita: I při důsledném ručním přepínání dochází k určitému plýtvání helia, zejména pokud se mění režim provozu často.

Watrex Helium Saver™: Automatizovaná úspora helia 

Společnost Watrex Praha představila Helium Saver™, inteligentní zařízení, které tento problém řeší plně automatizovaně.

• Princip fungování: Přístroj sleduje pracovní režim chromatografu, podle nastaveného plánu automaticky přepíná mezi heliem a dusíkem a zajišťuje dostatečné promytí kolony heliem před měřením.
• Úspora helia: Mimo pracovní dobu běží přístroj na dusík, což může snížit spotřebu helia až o desítky procent.
• Snadná konfigurace: Zařízení se nastavuje přes USB – v počítači se zobrazí jako flash disk a veškeré úpravy lze provést v libovolném textovém editoru, bez speciálního softwaru.
• Univerzální kompatibilita: Lze jej snadno integrovat k jakémukoli GC/MS systému díky univerzálnímu rozhraní. 
• Bezpečnost a jednoduchost: Možnost automatického i manuálního režimu eliminuje nutnost každodenního ručního přepínání.

Watrex: obr.2 Helium Saver™

Přínos pro laboratoře 

Implementace Helium Saver™ přináší:

• výrazné finanční úspory, 
• zvýšení bezpečnosti provozu, 
• udržitelnější přístup k vzácným zdrojům, 
• zjednodušení konfigurace a instalace, 
• optimalizaci provozního času laboratoře. 

Závěr 

Helium zůstává nepostradatelným nosným plynem v plynové chromatografii, zejména v GC/MS aplikacích. S rostoucími náklady a omezenými zásobami je efektivní hospodaření s tímto prvkem stále důležitější. Watrex Helium Saver™ nabízí praktické, flexibilní a plně automatizované řešení, které umožňuje laboratořím využívat helium efektivněji, bez kompromisů v kvalitě analýz. Kontaktujte nás pro více informaci či nezávaznou cenovou nabídku na [email protected].