Alternate Carrier Gas Considerations and Faster GC Analysis

Význam tématu

V dnešní analytické praxi je rychlost chromatografických analýz klíčová jak pro zvýšení průchodnosti laboratoří, tak pro snížení nákladů na provoz. Optimalizace doby běhu plynové chromatografie (GC) zahrnuje volbu nosného plynu, dimenze kolon, teplotní programování i moderní instrumentální přístupy, jako jsou backflush nebo nízkomasové GC (LTM).

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje přístupy pro významné zkrácení celkového analytického cyklu v GC. Popisuje vliv nosného plynu, změny délky a vnitřního průměru kolon, adaptaci teplotního programu a využití softwaru pro převod metod. Dále ukazuje nové moduly pro backflush a LTM technologii pro extrémní zrychlení ohřevu a chlazení kolon.

Použitá metodika a instrumentace

Studie využívá řadu nástrojů a doplňků:

• GC přístroje Agilent 6890 a 7890
• Moduly Capillary Flow Technology pro backflush (Deans switch, purged union)
• Low Thermal Mass (LTM) zařízení a retrofit GC dveří
• Software Agilent GC Method Translation pro automatizovaný převod metod
• Detektory FID, µ-ECD a GC–MS modu pro vodíkový provoz

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza proměnných pro zkrácení doby běhu ukázala:

• Nosný plyn: vodík nabízí nejvyšší optimální lineární rychlosti (38–60 cm/s) díky vyšší difuzivitě a nižší viskozitě, helium je druhou volbou, dusík nejpomalejší.
• Průměr kolon: menší ID (0,18 mm) dovoluje zkrácení délky na 20 m s přijatelnou účinností a kapacitou.
• Teplotní program: použití MTS softwaru umožňuje škálovat rampy a udržet selektivitu a rozlišení při kratší době běhu.
• Backflush: eliminace vysokomolekulárních látek z kolony bez nutnosti dlouhého bake-outu, zajišťuje stabilní základní čáru a nižší chemický šum i po řadě vpicích.
• LTM technologie: umožňuje rampy až 1800 °C/min a chlazení kolony z 350 °C na 50 °C za desítky sekund, zkracuje dobu cyklu až 9× oproti standardnímu GC.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazně zvýšená vzorková průchodnost v rutinní QA/QC laboratoři.
• Snížení spotřeby nosného plynu (zejména helia) a provozních nákladů.
• Možnost nasazení při analýze těkavých organických látek, pesticidů, potravinářských a environmentálních vzorků.
• Automatizace převodu metod šetří čas laboranta a minimalizuje riziko chyb.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj hybridních technologií kombinujících LTM s vysokorychlostními detektory a kapilárními průtokovými moduly. Integrace s online vzorkovači a pokročilou datovou analýzou (AI) umožní prediktivní údržbu a adaptivní řízení metod v reálném čase. Rozšiřuje se také využití vodíku jako ekologičtějšího nosného plynu při zachování vysokého rozlišení.

Závěr

Optimalizace GC zkrácením kolon, volbou nosného plynu, přizpůsobením teplotního programu a nasazením technologických modulů pro backflush a LTM vede k dramatickému zrychlení analytického cyklu. Laboratoře tak získávají vyšší efektivitu, lepší kvalitu dat a konkurenční výhodu při nižších nákladech.

Reference

• J.V. Hinshaw, Column Connections, LCGC Asia Pacific, 12(2), 1100 (2009).
• W. Jennings, Diffusion Constants for Dodecane @150 °C, LCGC, 1999.
• Agilent Technologies, App. Note 5989-7509EN: Spearmint Oil on DB-1.