Evaluation of Hydrogen Carrier Gas and the Agilent HydroInert Source for Forensic Street Drug Analysis

Význam tématu

V forenzní analýze drog je GC/MS s heliovým nosným plynem standardem pro screening i identifikaci kvůli vysoké inertnosti a kvalitnímu rozlišení. Nedostatek a rostoucí cena UHP helia však nutí laboratoře hledat alternativní řešení. Vodík nabízí zajímavou možnost díky podobné separační účinnosti a nižší ceně, ale jeho reaktivita vůči některým sloučeninám a vliv na spolehlivost spekter představují výzvu. Agilent HydroInert zdroj je navržen tak, aby minimalizoval reakce v iontovém zdroji a umožnil tak širší použití vodíku v GC/MS forenzní praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je ukázat, jak lze stávající forenzní GC/MS metodu přenést z heliového nosného plynu na vodíkový pomocí Agilent HydroInert zdroje. Práce zahrnuje srovnání chromatografických parametrů, spektrometrické fidelity a praktických otázek spojených s touto konverzí.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity přístroje Agilent 8890 GC a MSD 5977B vybavený HydroInert zdrojem. Analytická kolona: Agilent J&W DB-5ms UI, 20 m × 0,18 mm, 0,18 µm. Nosný plyn: vodík 1,0 mL/min konstantní tok. Injektor split/splitless 260 °C, split 10:1 a 20:1. Teplotní program: 55 °C (0,2 min) → 33 °C/min → 170 °C (0,2 min) → 40 °C/min → 320 °C (2,3 min), doba běhu 10,23 min. Řízení akvizice: Agilent MassHunter Acquisition; analýza dat: MassHunter Unknowns Analysis (LMS ≥ 70).

Hlavní výsledky a diskuse

• Překlad metody pomocí Agilent Method Translator zkrátil analýzu o ~1,4× při zachování chromatografického rozlišení.
• HydroInert zdroj výrazně omezil in-source hydrogenaci (nitrobenzene test ukázal stabilní LMS ≥ 94 během ~1 400 injekcí).
• Spektrální fidelity klíčových látek (kokaín, heroin, 4-ANPP) byla srovnatelná nebo lepší než u heliové metody s inert extractor zdrojem.
• Rozpouštědla DCM a MeOH nevedla k významným chromatografickým artefaktům, přesto bylo nutné při ~1 000 injekcích pravidelně měnit vložku a řezat kolonový vstup.
• Splitless injekce s vodíkem vedly k tvorbě izomerů (kóděin→hydrokodon, morfin→hydromorfon), což zdůrazňuje potřebu optimalizace inlet podmínek a obezřetnost při vysokých koncentracích.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost nahradit drahé helium vodíkem bez snížení kvality výsledků.
• Snížení doby analýzy a provozních nákladů.
• Jednoduchý retrofit stávajících GC/MS systémů pomocí HydroInert zdroje.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj konverzních nástrojů pro různé typy kolon a aplikace.
• Aplikace vodíkového GC/MS v dalších oblastech (environment, potraviny, farmaceutika).
• Vylepšení materiálů zdroje pro vyšší inertnost a delší stabilitu.

Závěr

Agilent HydroInert zdroj umožňuje efektivní přechod na vodík jako nosný plyn v forenzní GC/MS analýze drog, přináší srovnatelnou či lepší spektrální věrnost, stabilní deaktivaci povrchu a výrazné úspory času i nákladů. Při implementaci je však nutné provést důkladnou validaci a optimalizaci injektorových podmínek.

Použitá instrumentace

• Agilent 8890 GC
• Agilent 5977B MSD s HydroInert zdrojem
• Analytická kolona Agilent J&W DB-5ms UI, 20 m × 0,18 mm, 0,18 µm
• Split/splitless injektor, 260 °C, split 10:1 a 20:1
• Software Agilent MassHunter Acquisition a OpenLab

Reference

1. Agilent EI GC/MS Instrument Helium to Hydrogen Carrier Gas Conversion, Agilent Technologies user guide, publ. 5994-2312EN, 2022.
2. Agilent Pressure Flow Calculator and Method Translator support document, Agilent Technologies, 2022.
3. Godina L. Flavor and Fragrance GC/MS Analysis with Hydrogen Carrier Gas and Agilent HydroInert Source, AN 5994-6015EN, 2023.
4. Haddad SP, Patel SU, Westland JL. Analysis of Terpenes in Cannabis with Hydrogen Carrier Gas and the Agilent HydroInert Source on the Agilent 8890/5977C GC/MS, AN 5994-6511EN, 2023.
5. Smith AH. Analysis of Semivolatile Organic Compounds Using Hydrogen Carrier Gas and the Agilent HydroInert Source by GC/MS, AN 5994-4890EN, 2022.
6. Quimby BD, Andrianova AA. Volatile Organic Compounds Analysis in Drinking Water with Headspace GC/MSD Using Hydrogen Carrier Gas and HydroInert Source, AN 5994-4963EN, 2023.
7. Fortener S, Gowins K, Strainic L, Lokits KE. Standard Workflow and Troubleshooting for Agilent Intuvo and Conventional GCs, AN 5994-6847EN, 2023.