Rapid Field Sampling of Airborne Compounds Using the Capillary Trap Sampler, Thermal Separation Probe, and an Agilent 5975T LTM GC/MS

Význam tématu

Rychlé zachycování a analýza těkavých organických sloučenin (VOC) a semitěkavých organických sloučenin (SVOC) v terénu je klíčová pro environmentální monitoring, průmyslovou bezpečnost, forenzní a potravinářské aplikace.
Mobilní, přenosné a citlivé odběrové systémy minimalizují časový a logistický tlak, předcházejí ztrátám analytů a umožňují včasné rozhodování na místě měření.

Cíle a přehled studie / článku

Tento dokument předkládá aplikaci kapilárního zachycovacího sampleru CTS vybaveného technologií SnifProbe, ve spojení s termálně separační sondou TSP a přenosným GC/MS Agilent 5975T LTM.
Cílem je demonstrovat rychlost odběru (v řádu sekund až minut), šíři analyzovatelného spektra (VOCs, SVOCs, pesticidy, aromatické směsi) a úroveň laboratorní kvality výsledků přímo v terénu.

Použitá metodika

Princip CTS spočívá v nuceném průtoku vzduchu kapilárními trubicemi s různými fázemi (WCOT, PLOT), které adsorbují analyty.
Po odběru se kolony vloží do TSP a termicky desorbují přímo v injektoru GC/MS.
Optimalizována byla: rychlost pumpy (60 mL/min), doba odběru (1 min), teplota inletu (220 °C), splitový režim (10:1) a teplotní program přenosového modulu GC/MS.
Studie zahrnovala: výběr typu a průměru kolony (0,53 mm id, 5–20 µm film), účinek tloušťky filmu na zachytávání, separaci standardních 29 VOC dle EPA 8260, analyse BHC pesticidů a analýzu aromat balzámového oleje.

Použitá instrumentace

• Capillary Trap Sampler (CTS), Agilent p/n G1181A
• Thermal Separation Probe (TSP), Agilent p/n G4381A
• Agilent 5975T LTM GC/MS se split/splitless inletem
• WCOT kolony: DB-624 LTM (20 m×0,18 mm, 1,0 µm), DB-5MS LTM (10 m×0,18 mm, 0,18 µm)
• PLOT kolony: HP-PLOT Q (0,53 mm×20 µm film), HP-5 (0,53 mm×5 µm film)

Hlavní výsledky a diskuse

Systém dosahuje ostrých, úzkých piků (šířka benzenu ~0,12 s při poloviční výšce).
PLOT kolony účinně zachycují vysoce těkavé sloučeniny, zatímco kolony s vyšší filmovou tloušťkou lépe adsorbují SVOC.
Všechny testované VOC (EPA 8260) byly zachyceny kromě vinylchloridu, který unikl pro svoji extrémní těkavost a vysokou teplotu inletu.
BHC pesticidy (0,5 ng/L) a hlavní komponenty balzámového oleje byly detekovány s nízkým šumem a bez viditelného carryover.
Kondicionování kolon v GC inletu umožňuje opakované použití bez zbytkové kontaminace.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlý odběr (< 1 min) a jednoduchá obsluha zvyšují operativnost terénních měření.
Minimální příprava vzorku odstraňuje potřebu komplexních laboratorních kroků.
Metoda podporuje měření znečištění ovzduší, analýzu pachových stop, detekci exploziv a chemických hrozeb či kontrolu kvality emisí v chemickém a potravinářském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další miniaturizace a integrace se senzory pro in-situ kontinuální monitorování.
Využití algoritmů strojového učení pro rychlou identifikaci a kvantifikaci signálů.
Rozšíření spektra analyzovatelných matic (půda, voda, biogenní plyny) a kombinace s online datovými toky pro rychlou odezvu v krizových situacích.

Závěr

Komplexní systém CTS + TSP + Agilent 5975T LTM GC/MS spojuje mobilitu s laboratořní kvalitou analýzy.
Umožňuje citlivé, rychlé a opakovatelné měření VOC, SVOC a dalších plynů přímo v terénu bez zdlouhavé přípravy.

Reference

1. A. Gordin, A. Amirav, SnifProbe: new method and device for vapor and gas sampling. J. Chromatogr. A 903, 155–172 (2000).