Automated Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS)
Technické články | 2017 | AnatuneInstrumentace
Automatizovaná analýza těkavých organických sloučenin (VOC) pomocí metody vybrané iontové průtokové hmotnostní spektrometrie (SIFT-MS) přináší řadu výhod pro rychlé, citlivé a kvantitativní měření bez nutnosti chromatografické separace či časově náročné přípravy vzorku. Díky přímé ionizaci a detekci lze dosáhnout detekčních limitů v řádu pptv a získat výsledky v reálném čase, což je klíčové pro monitorování kvality ovzduší, kontrolu výrobních procesů, zkoumání emisí i analýzu biologických vzorků.
Cílem předložené aplikace bylo demonstrovat plně automatizovaný SIFT-MS systém integrovaný s autosamplerem GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) a ukázat jeho využití v různých typech analýz:
SIFT-MS pracuje s měkce ionizovanými ionty (H3O+, NO+, O2+ apod.), které reagují s analyty v proudové trubici. Produkční ionty i zbylé reagentní ionty se následně separují kvadrupólem pro detekci a výpočet koncentrace na základě známých rychlostních konstant iontově-molekulárních reakcí. Automatizace je založena na řízených headspace injekcích pomocí stříkačky MPS, kde přesná regulace rychlosti zajišťuje kontinuální a stabilní tok vzorku bez výrazného rozšíření píků.
Metoda umožňuje rychlé sledování širokého spektra VOC a malých polaritních sloučenin bez nutnosti chromatografie či složité přípravy. Vysoká propustnost vzorků a flexibilita multisledování analyzovaných látek šetří náklady i čas a je vhodná pro průmyslovou kontrolu kvality, farmaceutickou výrobu, monitorování životního prostředí či klinické aplikace.
Automatizovaná kombinace GERSTEL MPS a SIFT-MS nabízí citlivé, rychlé a kvantitativní řešení pro analýzu VOC bez chromatografie. Data potvrdila vysokou opakovatelnost, linearitu i univerzálnost metody napříč různými matricemi, což podtrhuje její přidanou hodnotu v řadě vědeckých a průmyslových odvětví.
SIFT-MS
ZaměřeníVýrobceGERSTEL, Syft Technologies
Souhrn
Význam tématu
Automatizovaná analýza těkavých organických sloučenin (VOC) pomocí metody vybrané iontové průtokové hmotnostní spektrometrie (SIFT-MS) přináší řadu výhod pro rychlé, citlivé a kvantitativní měření bez nutnosti chromatografické separace či časově náročné přípravy vzorku. Díky přímé ionizaci a detekci lze dosáhnout detekčních limitů v řádu pptv a získat výsledky v reálném čase, což je klíčové pro monitorování kvality ovzduší, kontrolu výrobních procesů, zkoumání emisí i analýzu biologických vzorků.
Cíle a přehled studie
Cílem předložené aplikace bylo demonstrovat plně automatizovaný SIFT-MS systém integrovaný s autosamplerem GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) a ukázat jeho využití v různých typech analýz:
- Statické headspace měření opakovatelnosti a linearity
- Analýza malých aldehydů a formaldehydu
- Stanovení reziduálních monomerů v polymerech
- Metoda vícenásobné extrakce headspace (MHE) pro kvantifikaci celkového obsahu VOC v matricích
- Analýza sloučenin BTEX ve vodních vzorcích
- Detekce alkoholů a aldehydů v roztocích
Použitá metodika a instrumentace
SIFT-MS pracuje s měkce ionizovanými ionty (H3O+, NO+, O2+ apod.), které reagují s analyty v proudové trubici. Produkční ionty i zbylé reagentní ionty se následně separují kvadrupólem pro detekci a výpočet koncentrace na základě známých rychlostních konstant iontově-molekulárních reakcí. Automatizace je založena na řízených headspace injekcích pomocí stříkačky MPS, kde přesná regulace rychlosti zajišťuje kontinuální a stabilní tok vzorku bez výrazného rozšíření píků.
Použitá instrumentace
- Syft Technologies Voice 200ultra s LabSyft softwarem (v. 1.6.2)
- GERSTEL MPS xt Dual Head autosampler
- Helium jako nosný plyn
- Vyhřívaná vstupní trubice (150 °C) a injekční stříkačka (50–150 °C)
- Pojízdné incubátory pro headspace lahvičky a zásobník na Tedlar pytle
Hlavní výsledky a diskuse
- Opakovatelnost měření statického headspace v Tedlar pytli: RSD 0,7–5,6 % pro směs acetonu, butyl acetátu, isoprenu, limonenu a toluenu, doba analýzy ~42 s/vzorek.
- Analýza aldehydů: Přímé stanovení C1–C6 aldehydů v 1 L Tedlar pytlích bez derivatizace, vzorky proměřeny každých 30 s.
- Stanovení reziduálních monomerů: Měření formaldehydu, styrenu či acetaldehydu ve 20 mL lahvičkách; linearita i pro větší hmotnosti polymerního vzorku (R² > 0,998).
- MHE pro PBT polymer: 10 opakovaných cyklů headspace extrakcí tetrahydrofuran (THF) sledován v exponeciální dekrementní křivce, celková obsahová koncentrace vypočtena ~9,3 ppmv.
- Optimalizace inkubačního času: Styren z polystyrenu dosahuje plateau po ~12 minutách inkubace při 80 °C.
- Analýza BTEX ve vodě: Linearita 0,1–20 nL/mL pro benzén, toluen, xyleny, chloroform (R² > 0,999); měření trvá ~50 s/vzorek.
- Sledování alkoholů: Ethanol a pentanol v roztocích při 40 °C a 60 °C s vynikající linearitou (R² > 0,995).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé sledování širokého spektra VOC a malých polaritních sloučenin bez nutnosti chromatografie či složité přípravy. Vysoká propustnost vzorků a flexibilita multisledování analyzovaných látek šetří náklady i čas a je vhodná pro průmyslovou kontrolu kvality, farmaceutickou výrobu, monitorování životního prostředí či klinické aplikace.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření knihoven reakcí o nové reagentní ionty a analyty
- On-line kontinuální monitoring emisí a kvality ovzduší
- Integrace s technologiemi QbD pro sledování kritických parametrů výrobních procesů
- Vývoj miniaturizovaných a mobilních SIFT-MS systémů pro terénní měření
Závěr
Automatizovaná kombinace GERSTEL MPS a SIFT-MS nabízí citlivé, rychlé a kvantitativní řešení pro analýzu VOC bez chromatografie. Data potvrdila vysokou opakovatelnost, linearitu i univerzálnost metody napříč různými matricemi, což podtrhuje její přidanou hodnotu v řadě vědeckých a průmyslových odvětví.
Reference
- Agilent Technologies, Application Note: Multiple Headspace Extraction – Capillary GC for Quantitative Determination of Volatiles in Solid Matrices, May 1996
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
AS233 Wellbrook Court | Girton Road | Cambridge | CB3 0NA | | tel: +44 (0) 1223 279210 | fax: +44 (0) 1223 279253 | email: [email protected] | anatune.co.uk SPECIATION OF DICHLOROMETHANE AND CHLOROFORM USING NEGATIVE ION SIFT-MS Mark Perkins,…
Klíčová slova
chlorofor, chloroforsift, siftchloroform, chloroformppmv, ppmvheadspace, headspacedichloromethane, dichloromethanebranching, branchinglinearity, linearityconcentratio, concentratiorounding, roundingsuites, suitesrepeatability, repeatabilityreaction, reactionion, ionconstants
AS201 Wellbrook Court | Girton Road | Cambridge | CB3 0NA | | tel: +44 (0) 1223 279210 | fax: +44 (0) 1223 279253 [email protected] | anatune.co.uk HIGH-SPEED FORMALDEHYDE ANALYSIS FOR THE PROCESS-LINE AND LABORATORY: SIFT-MS V.S. Langford,1 M. Perkins,2…
Klíčová slova
formaldehyde, formaldehydesift, siftheadspace, headspacemonomer, monomerconcentration, concentrationfrom, frommhe, mhemass, masstechnique, techniquetube, tubedifferent, differentresidual, residualhigh, highgas, gasinjection
HIGH-THROUGHPUT RESIDUAL SOLVENT AND RESIDUAL MONOMER ANALYSIS USING SELECTED ION FLOW TUBE MASS SPECTROMETRY
|GERSTEL|Aplikace
AS208 Wellbrook Court | Girton Road | Cambridge | CB3 0NA | | tel: +44 (0) 1223 279210 | fax: +44 (0) 1223 279253 | email: [email protected] | anatune.co.uk HIGH-THROUGHPUT RESIDUAL SOLVENT AND RESIDUAL MONOMER ANALYSIS USING SELECTED ION FLOW…
Klíčová slova
headspace, headspaceppmv, ppmvformaldehyde, formaldehydemonomer, monomerresidual, residualmhe, mhesift, siftanalysis, analysismarkedly, markedlymultiple, multiplepackaging, packagingconcentration, concentrationsolvents, solventsopportunities, opportunitiestechnique
ANALYSIS OF A FORMALDEHYDE SCAVENGING COMPOUND USING SELECTED ION FLOW TUBE MASS SPECTROMETRY (SIFT-MS)
|Syft Technologies|Aplikace
AS223 Wellbrook Court | Girton Road | Cambridge | CB3 0NA | | tel: +44 (0) 1223 279210 | fax: +44 (0) 1223 279253 | email: [email protected] | anatune.co.uk ANALYSIS OF A FORMALDEHYDE SCAVENGING COMPOUND USING SELECTED ION FLOW TUBE…
Klíčová slova
formaldehyde, formaldehydeppmv, ppmvcage, cageactual, actualtrimethylbenzenes, trimethylbenzeneslowest, lowestsift, siftpoint, pointend, endmaterial, materialmeasured, measuredconcentration, concentrationacrolein, acroleinxylenes, xylenesisooctane