A sustainable approach to nontargeted analysis using hydrogen as a carrier gas for GC×GC

Význam tématu

Komplexní dvourozměrná plynová chromatografie (GC×GC) se stává klíčovým nástrojem pro nontargeted analýzu složitých směsí v oblastech od forenzní chemie až po environmentální monitoring. Použití vodíku jako nosného plynu místo tradičního helia přináší environmentální i ekonomické výhody a zvyšuje udržitelnost analytických postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnání „zeleň“ metody GC×GC-ToF MS při použití helia a vodíku jako nosného plynu. Pomocí Restek EZGC Method Translator byly vytvořeny tři varianty vodíkových metod (Translate, Efficiency, Speed) pro 52-komponentní standard vzduchu. Hodnotila se výkonnost a ekologičnost – kritérium AGREEprep.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy probíhaly na chromatografu LECO Pegasus BT4D vybaveném dvourozměrným kolonnovým uspořádáním a hmotnostním spektrometrem s časem průletu. Vodík byl generován elektrolysérou vody v laboratoři. Pro tvorbu metod byla využita aplikace Restek EZGC Method Translator, která automaticky převedla helium-metodu na tři vodíkové varianty.

Hlavní výsledky a diskuse

AGREEprep skóre: helia 0,44 vs. vodíku 0,52, což potvrzuje vyšší udržitelnost vodíkových metod. Doba analýzy u variant:

• Translate: 27,70 min
• Efficiency: 23,20 min
• Speed: 19,45 min

Varianty Efficiency a Speed poskytly kratší běhy při zachování akceptovatelné separace. Nontargeted přístup umožnil jednorázové zachycení celého profilu směsi bez opakovaných analýz.

Přínosy a praktické využití metody

Vodík jako nosný plyn umožňuje rychlejší analýzu, vyšší průtok vzorků a snižuje závislost na neobnovitelných zdrojích. Metoda je vhodná pro forenzní a environmentální aplikace, kde je žádoucí maximální informativnost v jednom běhu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření využití AGREEprep pro hodnocení dalších analytických metod.
• Převedení existujících helium-metod do vodíku pro zvýšení udržitelnosti.
• Kvantitativní porovnání analytické citlivosti a chromatografické kvality mezi plyny.

Závěr

Studie ukázala, že použití vodíku jako nosného plynu v GC×GC-ToF MS zlepšuje ekologický profil metodiky a nabízí flexibilitu v čase analýzy. Nontargeted přístup spolu s vhodným výběrem nosného plynu představuje udržitelnou a efektivní strategii pro komplexní separaci.

Reference

1. Wojnowski W.; Tobiszewski M.; Pena-Pereira F.; Psillakis E. AGREEprep – Analytical Greenness Metric for Sample Preparation. TrAC Trends Anal. Chem. 2022, 149, 116553.
2. Restek. EZGC Method Translator and Flow Calculator Help. (accessed 2025-12-08).