Helium conservation in volatile organic compound analysis using U.S. EPA Method 8260C

Význam tématu

S rychle rostoucí cenou a nedostatkem helia v analytických laboratořích se stává efektivní úspora nosného plynu klíčovou pro udržitelný provoz.
Metoda GC-MS podle U.S. EPA 8260C je průmyslovým standardem pro stanovení těkavých organických látek (VOC) a vyžaduje významné množství helia.
Integrace modulů šetřících helium a alternativních plynů umožňuje snížit náklady a ekologickou stopu bez kompromisů na kvalitě dat.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je ukázat účinnost kombinace Thermo Scientific Helium Saver Module s dusíkovou purgační funkcí na systému Teledyne Tekmar Atomx pro analýzu VOC podle metody EPA 8260C.
Studie testuje, zda lze významně omezit spotřebu helia při zachování citlivosti, přesnosti a opakovatelnosti analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byl použit automatizovaný systém Teledyne Tekmar Atomx s dusíkovým purge a trap modulem.
GC-MS analýza probíhala na Thermo Scientific ISQ LT (ekvivalentně ISQ 7000) se 1310 TRACE GC a Instant Connect Helium Saver Module.

• Kolona TraceGOLD TG-VMS 20 m × 0,18 mm × 1 µm
• Teplotní program pece: 35 °C (3 min), 14 °C/min do 100 °C, 25 °C/min do 210 °C
• Vstřik splitless, nosný plyn helium, průtok 1,5 mL/min
• Ionizace EI 70 eV, scannovací režim 35–260 m/z
• Purge and trap: dusík, 11 min purge, 100 mL/min, desorpce 250 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Byla připravena devítibodová kalibrační křivka 0,5–200 ppb pro 91 cílových VOC, včetně interních a surrogačních standardů.
Pro většinu látek byla dosažena vynikající linearita a průměrné RF s %RSD pod požadovanými limity dle EPA 8260C, pouze u dvou sloučenin došlo k nedostatečné kalibraci (0,02 % selekce).
Metody detekční limity (MDL) se pohybovaly pod 0,3 ppb, typicky v rozmezí 0,04–0,22 ppb, s %RSD nižšími než 16 %.
Náhled chromatogramu 2 ppb standardu potvrdil dobrou separaci a citlivost pro prvních šest sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení spotřeby helia při zachování plné kompatibility s U.S. EPA 8260C.
• Nižší provozní náklady a menší ekologická zátěž.
• Jednoduché nastavení dusíkového purge v automatizačním systému bez nutnosti změny nosného plynu v GC-MS.
• Udržení vysoké citlivosti a opakovatelnosti v rutinním i krizovém prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace spotřeby neutrálních plynů a rozšíření na další analytické metody.
• Integrace chytrých modulů pro dynamic flow control a prediktivní údržbu přístrojů.
• Využití ve větších škálách vodohospodářského a environmentálního monitoringu.
• Možnost adaptace pro jiné regulační normy a rozšířené spektrum analyzovaných sloučenin.

Závěr

Kombinace Helium Saver Module a dusíkového purge v systému Atomx umožňuje drasticky snížit spotřebu helia, aniž by byla ohrožena kvalita dat podle U.S. EPA Method 8260C.
Metoda dosahuje nízkých MDL, spolehlivé linearity kalibrace a splňuje požadavky pro rutinní analýzu VOC v různých typech vodných vzorků.

Reference

Žádné samostatné literární reference nebyly v textu uvedeny.