【圩载历鉴•谱耀质尊】GCMS载气氦气短缺的四个应对方案

2020-07-23

  说起氦气,您会想到什么?

  氦气是相对分子质量最小的稀有气体,也是一种吸入就会变声的有趣气体,小到孩子手中的安全充气气球,大到航天军工,都离不开氦气。对于科研检测常用的气相色谱质谱联用仪,氦气的电离能是所有气体中最高的,与EI源完美匹配,化学惰性好、传质阻力小,是理想中的载气。

  然而,氦气这种“黄金气体”,经常发生价格暴涨或是缺货的情况,导致GCMS的运行成本直线上升,甚至影响到仪器的正常使用。

  这是因为人类目前所使用的氦气主要来自于油气钻探过程中的副产品,产量难以满足需求,同时氦气容易逃逸至大气中,难以大量收集。我国是贫氦国家,绝大多数氦气从世界第一大氦气生产国美国进口,氦气这种不可再生的战略储备资源,一旦断供,带来的影响不仅仅是游乐园氦气球涨价这么简单了。

  为应对氦气价格昂贵和供应问题,在氦气断货的特殊时期下能够保障GCMS仪器的正常运行,岛津有以下四个应对方案:

 

方案一:eco模式

  岛津GCMS-SQ和TQ系列均标配带有eco模式的软件。

  运行中省载气:以常见的分流比100:1的30分钟分析实验为例,载气节省模式在完成进样后一分钟,将载气流速从175ml/min降低至25ml/min,整个分析过程均保持低流速运行,直到下个分析开始,有效节省载气消耗。


  待机时也可节省氦气:编辑批处理表时可勾选分析结束后自动进入eco模式,实现待机时最低载气消耗量。
 
 
 

方案二:载气切换阀

  使用载气切换阀,可在待机时,彻底置换载气种类,实现待机时氦气零消耗。

  全自动的载气切换阀可在批处理表中编辑,氦气、氮气切换自如。由氮气切换回氦气后,稳定15-30分钟即可达到切换前氦气作载气分析时的灵敏度水平。

 
 

方案三:氢气作载气

  氢气相对分子质量仅为2,用作载气时样品出峰快、分析时间短、经济成本低,具有一定的实用性。岛津GCMS NX系列,均可使用氢气作为载气。


1.C17, 2.Pencycuron, 3.Dimethoate, 4.Simazine, 5.Atrazine, 6.C18

  通过方法参数转换得到与使用氦气时相似的色谱图

  体积浓度4%的氢气就有可能引发爆炸,使用氢气作载气时实验室安全至关重要。可配置氢气传感器,实时监控泄漏,保障氢气载气时的仪器运行安全。

 
 
 

方案四:氮气作载气

    如果您依然不放心易燃易爆的氢气,岛津还有更安全的方案,使用相对惰性且价格低廉的氮气作为载气。

  岛津GCMS-QP2020 NX搭载强劲的真空系统,使用与TQ系列同级别涡轮分子泵,可使用分子量更大的氮气作为载气。


排量双入口差动式涡轮分子泵
 

电子产品中邻苯二甲酸酯DINP的SIM质谱色谱图(0.5 μg/mL, n=7)
 
 
 
 

总结

  应对GCMS载气氦气价格昂贵和短缺问题,岛津的方案有这些,希望可以帮到您。

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