Sustainable uncompromised performance: analysis of volatile organic compounds in drinking water with the ISQ 7610 GC-MS using HeSaver-H2 Safer technology

Význam tématu

V analýze těkavých organických sloučenin (VOC) v pitné vodě hrají klíčovou roli přísné regulace (U.S. EPA Method 524.4) a schopnost rapidně a citlivě stanovovat stopové koncentrace látek, které mohou představovat riziko pro zdraví a životní prostředí. Současně se laboratoře potýkají s omezenou dostupností helia, tradičně používaného jako nosný plyn v GC-MS analýzách. Technologie HeSaver-H2Safer přináší řešení pro úsporu plynu bez nutnosti optimalizace metody při zachování analytické výkonnosti.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo demonstrovat robustní rutinní analytickou metodu splňující požadavky EPA Method 524.4 pro stanovení 75 VOC v pitné vodě. Pro tento účel byl použit systém Teledyne Tekmar Atomx XYZ Purge and Trap, plynový chromatograf Thermo Scientific TRACE 1610 s HeSaver-H2Safer SSL vstupním modulem a hmotnostní spektrometr ISQ 7610. Studie hodnotila linearitu, citlivost (MDL), metodickou detekční hranici (MRL), přesnost, opakovatelnost a dlouhodobou stabilitu, stejně jako úsporu helia.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: kalibrační standardy 0,2–50 ppb připravené z Restek 524.3 VOA MegaMix™ v methanolu, interna a surrogační standardy přidány do 5 mL vzorku pitné vody.
Analýza:

• Purge and Trap: Atomx XYZ; teploty systému mezi 20–270 °C, dusík jako purge plyn.
• GC: TRACE 1610 GC s kolonkou TraceGOLD TG-VMS (20 m × 0,18 mm, 1 μm); helia 0,3 mL/min; program: 35 °C (4 min), 12 °C/min do 85 °C, 25 °C/min do 225 °C (celkem 15,8 min).
• MS: ISQ 7610 s NeverVent VPI, ExtractaBrite iontovým zdrojem; provoz v režimu full scan (35–260 amu) a volitelně SIM; transferní linka 230 °C, ionový zdroj 280 °C.
• Řízení a zpracování dat: Chromeleon 7.3 CDS, integrované řízení GC-MS i P&T.

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearity: Všechny analyty vykázaly koeficient r² > 0,995.
• MDL: průměrně 0,05–0,27 ppb s RSD < 20 %.
• MRL: nižší limit potvrzen v rozmezí ±50 % LPIR a ±150 % UPIR.
• Stabilita: 160 po sobě jdoucích injekcí 10 ppb standardu v rozmezí dvou dní; RSD < 20 % pro všechny sloučeniny.
• Chromatografie: dobré rozlišení 75 VOC, konzistentní tvary píků, minimální vliv vody.
• Úspora helia: až 4× delší životnost lahve helia ve srovnání se standardním SSL vstupem.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje environmentálním laboratořím splnit požadavky EPA na citlivé stanovení VOC v pitné vodě. Integrované řízení zjednodušuje workflow a zvyšuje propustnost vzorků. Technologie HeSaver-H2Safer snižuje spotřebu vzácného helia, čímž snižuje náklady a přispívá k udržitelnosti provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodologie na další EPA metody (524.2, 8260) s minimální úpravou parametrů.
• Přechod na SIM režim pro zvýšení selektivity a citlivosti.
• Další zdokonalení úsporných technologií pro nosné plyny a zavedení digitálních nástrojů (Helium Saver Calculator).
• Potenciál pro implementaci vodíku jako alternativního plynu při zachování analytických parametrů.

Závěr

Popisované spojení P&T systému Atomx XYZ, GC TRACE 1610 s HeSaver-H2Safer a MS ISQ 7610 poskytuje vysoce citlivou, stabilní a udržitelnou platformu pro rutinní analýzu VOC podle EPA Method 524.4. Metoda dosahuje excelentní linearity, nízkých detekčních limitů, dlouhodobé stability a významných úspor helia bez nutnosti přenastavovat chromatografické parametry.

Reference

1. Ladak A, Jeffers T, Nutter A. Analysis of volatile organic compounds in drinking water according to U.S. EPA Method 524.4. Thermo Fisher Scientific Application Note 001236.
2. Scollo G, Parry I, Cavagnino D. Addressing gas conservation challenges when using helium or hydrogen as GC carrier gas. Thermo Fisher Scientific Technical Note 001218.
3. Thermo Fisher Scientific. AppsLab application note repository.
4. Thermo Fisher Scientific. Helium Saver Calculator.