Preliminary Investigation of a Range of Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS) Applications

Význam tématu

Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS) umožňuje rychlou a citlivou analýzu těkavých organických sloučenin (VOC) v reálném čase bez potřeby předúpravy vzorku či chromatografie. Díky detekčním limitům v jednotkách pptv nachází uplatnění v environmentálním monitoringu, automobilovém průmyslu, potravinářském výzkumu a dalších oblastech, kde je kritická vysoká selektivita, kvantitativnost a kontinuální sledování změn koncentrací.

Cíle a přehled studie

Cílem předběžné studie bylo demonstrovat široký rozsah aplikací SIFT-MS: kalibraci standardních směsí, sledování kvality vzduchu v interiéru automobilu a dynamické měření uvolňování vůní z prádelních prostředků. Studie představuje metodiku, výsledky jednotlivých měření i diskuzi vztahů mezi parametry vzorkování a citlivostí.

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• SIFT-MS přístroj Voice 200ultra (Syft Technologies) s LabSyft softwarem
• Sampling Case T0006 (Syft Technologies)
• Automatický vzorkovač GERSTEL MPS 2 XL-xt s headspace sadou a Maestro softwarem

Metodika:

• Reagenní ionty H3O+, NO+ a O2+ generované mikrovlnným výbojem a selektované kvadrupólem
• Přenášecí plyn – čistý dusík, zahřívaný vstup a průtok 22 mL min-1
• Reakční trubice při 110 °C pro měření poměru produktových a nereagovaných iontů
• Kalibrace rychlostního konstanty k na standardní NPL směsi komponent

Hlavní výsledky a diskuse

1. Kalibrace na NPL 30-komponentní směsi:

• Ověření přesnosti měření u koncentrací ~4 ppbv
• Detekční limity v rozmezí 0,02–0,15 ppbv stanovené z tří násobku odchylky blank vzorku

2. Měření kvality vzduchu v interiéru vozidla:

• Real-time monitoring aldehydů, BTEX, aromátů a dalších VOC
• Ukázka koncentrací acetaldehydu (~50 ppbv), benzenu (~1,8 ppbv), xylenů (~17,5 ppbv) atd.

3. Dynamické uvolňování vůní z pracího prostředku:

• Headspace metodika při 30–60 °C sledovala limonene a dodecanal
• Vyšší teplota urychluje počáteční uvolňování, avšak rychlejší pokles uvolňování u limonenu
• Diferenciální kinetika odráží vliv polarity a interakcí ve vzorku

Přínosy a praktické využití metody

SIFT-MS nabízí:

• Okamžité kvantitativní výsledky bez externích standardů
• Široký analytický rozsah od malých aldehydů až po aromatické uhlovodíky
• Schopnost dlouhodobého kontinuálního sledování dynamických procesů

Vhodné pro QA/QC, monitoring znečištění ovzduší, vývoj vůní, potravinářské analýzy i studium emisí z materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj SIFT-MS směřuje k:

• Implementaci nových reagentních iontů pro širší škálu sloučenin
• Integraci s automatizovanými systémy pro vysokoprostupní screening
• Využití umělé inteligence pro pokročilou dekonvoluci komplexních signálů
• Miniaturizaci přístrojů pro terénní a in-situ měření

Závěr

Předběžná studie ukázala univerzálnost SIFT-MS pro rychlé a citlivé analytické úlohy bez potřeby chromatografie či složité přípravy vzorků. Metoda umožňuje široké spektrum aplikací od environmentálního monitoringu po průmyslové testy kvality.

Reference

1. Technical Note AS146, Anatune Ltd., 2015.