Beyond the Ion Source: Optimizing GC/MS Sensitivity with Capillary Chromatography
Postery | 2025 | Agilent Technologies | ASMSInstrumentace
V oblasti stopové analýzy GC/MS se detekční limity posouvají až na úroveň attogramů díky pokroku ve zdrojích ionizace a trojčtvrtečkové technologii Agilent 7010D.
Při takto nízkých koncentracích hrají klíčovou roli interakce rozpouštědla s kolonovou fází, proces solventního soustředění a tepelná stabilita kolony.
Tato studie si klade za cíl:
Pro měření byla použita sestava Agilent 8890 GC propojená s Agilent 7010D triple quadrupole GC/MS (HES 2.0). K vyhodnocení dat sloužil software Agilent MassHunter Qualitative Analysis v10.0.
Vzorkem byla reprezentativní směs pesticidů (10–500 ppb) připravená v acetonitrilu a dichlormethanu.
Klíčové parametry:
Správné solventní soustředění vytváří na hlavě kolony tenkou vrstvu rozpouštědla (flooded zone), která při odpaření zachytí analyty a zajistí ostřejší pásma.
Použití rozpouštědel s bodem varu těsně pod počáteční teplotou trouby (např. dichlormethan 39,6 °C) optimalizuje cold trapping.
Mismatch polarity rozpouštědla a nemodifikované kolony (např. acetonitril vs. 5 % phenyl kolona) vede k rozšíření flooded zone, nerovnoměrnému recondenzování a zkreslení špiček.
Snížení volných silanolů pomocí vylepšené deaktivace zvyšuje tepelnou stabilitu, ale nerovnováha polarity stále způsobuje šíření analyzů.
Přidání guard kolony před analytickou částí umožňuje refokusaci analyzů, zlepšení tvaru piků a obnovení citlivosti při použití polarizovaných rozpouštědel.
Optimalizované solventní soustředění a správná volba polarity rozpouštědla:
Další směřování zahrnuje:
Pro dosažení maximální citlivosti GC/MS je nutné komplexně přistoupit k volbě rozpouštědla, stacionární fáze a tepelnému řízení kolony.
Guard kolona a správné solventní soustředění umožňují minimalizovat zkreslení a zachovat vysokou citlivost při stopové analýze.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
ZaměřeníOstatní
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
V oblasti stopové analýzy GC/MS se detekční limity posouvají až na úroveň attogramů díky pokroku ve zdrojích ionizace a trojčtvrtečkové technologii Agilent 7010D.
Při takto nízkých koncentracích hrají klíčovou roli interakce rozpouštědla s kolonovou fází, proces solventního soustředění a tepelná stabilita kolony.
Cíle a přehled studie
Tato studie si klade za cíl:
- Analyzovat vliv polarity rozpouštědel a fází kapilárních GC kolón na citlivost.
- Ilustrovat mechanizmus solventního soustředění (retention hill) a účinky mismatch polarity.
- Navrhnout postupy pro minimalizaci zkreslení špiček a udržení vysoké citlivosti při stopových analýzách pesticidů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro měření byla použita sestava Agilent 8890 GC propojená s Agilent 7010D triple quadrupole GC/MS (HES 2.0). K vyhodnocení dat sloužil software Agilent MassHunter Qualitative Analysis v10.0.
Vzorkem byla reprezentativní směs pesticidů (10–500 ppb) připravená v acetonitrilu a dichlormethanu.
Klíčové parametry:
- Injektor: pulsed splitless při 300 °C, 50 psi (0–0,75 min), objem 1 µL
- Kolona: Agilent J&W DB-5Q 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm
- Nosné plyny: helium 1,37 mL/min konstantním průtokem
- Systém chladného soustředění: optimalizace retention hill na hlavě kolony
- Oven program: 80 °C (1,5 min) → 120 °C (40 °C/min) → 310 °C (5 °C/min, 10 min)
- Volitelně: 1 m neaktivované, deaktivované křemenné kolony jako guard column
Hlavní výsledky a diskuse
Správné solventní soustředění vytváří na hlavě kolony tenkou vrstvu rozpouštědla (flooded zone), která při odpaření zachytí analyty a zajistí ostřejší pásma.
Použití rozpouštědel s bodem varu těsně pod počáteční teplotou trouby (např. dichlormethan 39,6 °C) optimalizuje cold trapping.
Mismatch polarity rozpouštědla a nemodifikované kolony (např. acetonitril vs. 5 % phenyl kolona) vede k rozšíření flooded zone, nerovnoměrnému recondenzování a zkreslení špiček.
Snížení volných silanolů pomocí vylepšené deaktivace zvyšuje tepelnou stabilitu, ale nerovnováha polarity stále způsobuje šíření analyzů.
Přidání guard kolony před analytickou částí umožňuje refokusaci analyzů, zlepšení tvaru piků a obnovení citlivosti při použití polarizovaných rozpouštědel.
Přínosy a praktické využití metody
Optimalizované solventní soustředění a správná volba polarity rozpouštědla:
- Zvyšují citlivost a snižují detekční limity v GC/MS trace-level analýzách.
- Zlepšují opakovatelnost a tvar chromatografických piků.
- Umožňují přímou injekci vzorků ve složitých matricích bez ztráty citlivosti.
- Uplatní se v analytice pesticidů, forenzní chemii či environmentální monitoringu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další směřování zahrnuje:
- Vývoj ultradeaktivovaných kolón s minimem silanolů pro maximální inertnost.
- Nové stacionární fáze optimalizované pro specifické skupiny látek.
- Pokročilé systémy chlazeného soustředění a modulární inlet designy.
- Integrace s automatizovanou přípravou vzorků a AI-řízeními pro prediktivní volbu metodiky.
Závěr
Pro dosažení maximální citlivosti GC/MS je nutné komplexně přistoupit k volbě rozpouštědla, stacionární fáze a tepelnému řízení kolony.
Guard kolona a správné solventní soustředění umožňují minimalizovat zkreslení a zachovat vysokou citlivost při stopové analýze.
Reference
- GC and GC/MS Frequently Asked Questions, Agilent Technologies brochure, 5994-7643EN, 2024.
- Grob, K. Classical Split and Splitless Injection in Capillary GC, 1986.
- Introduction to GC Inlets, Agilent Technologies user manual, 5958-9468, 2005.
- Grob, K. On-Column Injection in Capillary Gas Chromatography. Basic Technique, Retention Gaps, Solvent Effects, 2nd ed.; John Wiley & Sons: New York, 1987.
- Rood, D. The Troubleshooting and Maintenance Guide for Gas Chromatographers, 4th ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2007.
- GC/MS/MS Pesticide Residue Analysis, Agilent Technologies brochure, 5994-7435EN, 2024.
- How Does Bleed Impact GC/MS Data and How Can It Be Controlled? Agilent Technologies technical overview, 5994-7586EN, 2024.
- Jennings, W.; Mittlefehldt, E.; Stremple, P. Analytical Gas Chromatography, 2nd ed.; Academic Press: New York, 1997.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Understanding Solvent Focusing Gas Chromatography and How it can be Optimized for Splitless Injections
2025|Agilent Technologies|Ostatní
White Paper Understanding Solvent Focusing Gas Chromatography and How it can be Optimized for Splitless Injections Introduction Discussions of the basic mechanism of gas chromatography (GC), samples can start as a liquid, solid, or a gas. These samples, when not…
Klíčová slova
solvent, solventflooded, floodeddeactivation, deactivationcolumn, columnfused, fusedphase, phasereconcentration, reconcentrationsilica, silicahead, headzone, zonefilm, filmanalytes, analytesstationary, stationarylayer, layeranalytical
2 Ways to Attain Sharper Peak Shape and Higher Sensitivity in Gas Chromatography
2009|Phenomenex|Technické články
TN-2038 APPLICATIONS 2 Ways to Attain Sharper Peak Shape and Higher Sensitivity in Gas Chromatography Matthew Trass and Sky Countryman Phenomenex, Inc., 411 Madrid Ave., Torrance, CA, 90501 USA There are two simple things that analysts can do in order…
Klíčová slova
focusing, focusingsolvent, solventzebron, zebronattaining, attainingcondense, condensecolumn, columnnarrow, narrowaffect, affectapplications, applicationslow, lowparameters, parameterssensitivity, sensitivityanalysts, analystssharpest, sharpestbleeds
Building Blocks for a Robust GC Method
2020|Agilent Technologies|Prezentace
Building Blocks for a Robust GC Method Mark Sinnott and Ryan Birney Application Engineers April 23, 2020 Building Blocks for a Robust Method DE.4863657407 Things to Consider for a Successful Robust Method The sample Injection method Inlet Carrier gas Column…
Klíčová slova
blocks, blocksbuilding, buildingrobust, robustmethod, methodsplitless, splitlesssplit, splitpinene, pinenecolumn, columninjection, injectionliners, linerssolvent, solventterpene, terpenesample, samplecamphene, camphenecymene
Operating Hints for Using Split/Splitless Injectors
2002|Restek|Příručky
Technical Guide 1 Operating Hints for Using Split/Splitless Injectors Inside: Overviews of split and splitless injection techniques Backpressure-regulated injection systems Headpressure-regulated injection systems Operating in the split injection mode Inlet liners for split injections Operating in the splitless injection Mode…
Klíčová slova
siltek, siltekliners, linersuniliner, unilinersplit, splitdeactivation, deactivationliner, linersplitless, splitlessinjection, injectionsplitter, splitterwool, woolinlet, inletfeaturing, featuringgcs, gcsport, porttight