Analyzing Organic Compound Species with Hydrogen Carrier Gas

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin je klíčová v chemické průmyslové kontrole kvality, environmentalistice i farmaceutickém výzkumu. Použití vodíku jako nosného plynu v kapilární plynové chromatografii umožňuje výrazné zkrácení doby analýzy při zachování rozlišení, což přináší úsporu nákladů a zvýšení propustnosti laboratoře.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl demonstrovat schopnosti úzkoběžné kapilární kolony SH-PolarWax (20 m×0,10 mm, 0,10 µm) v kombinaci s GC-2030/AOC-20i pro separaci devíti běžných organických sloučenin (např. acetonu, toluenu, butyl acetátu) při koncentraci 1 vol %. Srovnání výkonu se standardním heliem ilustruje přínosy vodíkového nosného plynu.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy probíhaly na systému Nexis™ GC-2030 vybaveném autosamplerem AOC-20i a detektorem plamenové ionizace (FID). Klíčové parametry:

• Režim injekce: split 1:100, objem vzorku 0,5 µL, teplota 260 °C
• Nosný plyn: H₂ (nebo He) při konstantním průtoku 0,8 mL/min
• Kolona: SH-Wax, 20 m × 0,10 mm I.D., film 0,10 µm
• Program teploty: 40 °C (počáteční) – rampou 4 °C/min na 50 °C (1 min), poté 40 °C/min na 90 °C (2 min, pouze s heliem)
• FID: teplota 260 °C, H₂ 32 mL/min, vzduch 200 mL/min, makeup plyn N₂ (nebo He) 24 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

Použití vodíku vedlo ke zkrácení doby analýzy přibližně o 30 % ve srovnání s heliem, přičemž rozlišení jednotlivých píků zůstalo na vysoké úrovni. Kapilární kolona SH-PolarWax zajistila ostré a symetrické píky u všech testovaných sloučenin včetně izomerů ketonů a alkoholů. Vyšší lineární rychlost nosného plynu významně zkrátila cyklus bez negativního dopadu na citlivost FID.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlejší analýzu pro vysokopropustné laboratoře
• Snížení provozních nákladů při použití vodíku
• Široké uplatnění v QA/QC, monitoringu životního prostředí a farmaceutickém vývoji

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj vysoce účinných a ultraúzkých kolon s optimalizovanou fázovou stacionární fází. Integrace s hmotnostní spektrometrií a pokročilé metody rychlé GC podpoří širší nasazení vodíkových technologií v průmyslu. Automatizace a digitální řízení průtoku budou dále zvyšovat efektivitu.

Závěr

Studie potvrdila, že kombinace vodíku jako nosného plynu a úzkoběžné SH-PolarWax kolony na GC-2030/AOC-20i poskytuje rychlou a spolehlivou analýzu těkavých organických sloučenin s výraznými provozními úsporami.

Reference

• Shimadzu Corporation. Application News G298 (JP, ENG), ERAS-1000-0316, 2022.