HeadSpace, SIFT-MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceGERSTEL, Syft Technologies
Význam tématu
Formaldehyd je klíčová průmyslová chemikálie s rozsáhlým uplatněním v živicích, stavebnictví, farmacii a dalších odvětvích. Díky své toxicitě a karcinogenitě je nezbytné monitorovat jeho koncentrace v pracovním a životním prostředí pro ochranu zdraví a kvality ovzduší.
Cíle a přehled studie
Studie se zabývá nasazením techniky SIFT MS pro přímou a rychlou kvantifikaci formaldehydu bez chromatografické separace. Hlavními cíli jsou ukázat rozsah aplikací od procesní linky až po laboratorní testy, demonstrovat linearitu v širokém rozsahu koncentrací a srovnat výkonnost s klasickými chromatografickými metodami.
Použitá metodika a instrumentace
SIFT MS využívá měkkou chemickou ionizaci a hmotnostní spektrometrii. Osm reagentních iontů (H3O+, NO+, O2+, O-, O2-, OH-, NO2-, NO3-) umožňuje selektivní reakce s širokým spektrem sloučenin. Přístroje Syft Voice200 a Voice200ultra prováděly rychlé měření s přepínáním iontů softwarově řízeným čtyřpólovým filtrem. Pro automatizované odběry a vysoký průtok vzorků byl použit GERSTEL Multipurpose Sampler pro vzorky z Tedlar vaků, headspace lahviček i přímého proudu vzduchu.
Hlavní výsledky a diskuse
SIFT MS dosahuje detekčních limitů v nízkých částech bilionu (ppt) a kvantifikuje formaldehyd během stovek milisekund s lineární odezvou přes pět řádů velikosti. Příklady zahrnují analýzu emisí formaldehydu ve svíčkovém plameni, screening polymerových vzorků a výpočet celkové koncentrace monomeru pomocí vícenásobné extrakce headspace (MHE). Výsledky ukazují výrazně vyšší rychlost, nižší spotřební náklady a zjednodušenou obsluhu ve srovnání s HPLC a derivatizovanými GC metodami.
Přínosy a praktické využití metody
- Blesková odpověď analyzátoru během milisekund
- Široké spektrum stopovaných látek díky více reagentním iontům
- Možnost nepřetržité automatizované analýzy s vysokou průchodností vzorků
- Omezení předúprav včetně derivatizace
- Snížení provozních nákladů a potřeby specializovaného personálu
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření aplikací SIFT MS pro monitoring dalších VOC a anorganických plynů v procesním i environmentálním sektoru. Důležitým směrem je integrace do online monitorovacích sítí, miniaturizace přístrojů a nasazení pokročilé analýzy dat včetně strojového učení.
Závěr
SIFT MS přináší revoluční řešení pro měření formaldehydu i dalších plynů díky kombinaci rychlosti, selektivity a jednoduchosti obsluhy. Odstraňuje potřebu chromatografie i derivatizace a nabízí spolehlivou analýzu v procesních i terénních podmínkách.
Reference
- Spanel P and Smith D Selected ion flow tube a technique for quantitative trace gas analysis of air and breath Med Biol Eng Comput 24 409-419 1996
- Smith D and Spanel P Selected ion flow tube mass spectrometry SIFT MS for on-line trace gas analysis Mass Spec Rev 24 661-700 2005
- Prince BJ Milligan DB and McEwan MJ Application of selected ion flow tube mass spectrometry to real-time atmospheric monitoring Rapid Commun Mass Spectrom 24 1763-1769 2010
- Langford VS Graves I and McEwan MJ Rapid monitoring of volatile organic compounds comparison between gas chromatography mass spectrometry and selected ion flow tube mass spectrometry Rapid Commun Mass Spectrom 28 10-18 2014
- Hera D Langford VS McEwan MJ McKellar TI and Milligan DB Negative reagent ions for real time detection using SIFT MS Environments 4 16 2017
- Spanel P and Smith D Quantification of trace levels of potential cancer biomarkers formaldehyde acetaldehyde and propanol in breath by SIFT MS J Breath Res 2 046003 2008
- Milligan DB Francis GJ Prince BJ and McEwan MJ Demonstration of selected ion flow tube mass spectrometry detection in the parts per trillion range Anal Chem 79 2537-2540 2007
- Shen W and Wang C Multiple headspace extraction for the quantitative determination of residual monomer and solvents in polystyrene pellets using the Agilent 7697A Headspace Sampler Agilent Technologies Application Note 2012
- Kolb B and Ettre LS Static Headspace Gas Chromatography Theory and Practice Second Edition John Wiley Sons 221-222 2006
- US Environmental Protection Agency IRIS Toxicological Review of Formaldehyde Inhalation accessed 2017
- Environmental Health and Safety Online Formaldehyde Environmental Health and Safety Information accessed 2017
- Market Research and Consulting Formaldehyde 2016 World Market Outlook and Forecasting up to 2020 accessed 2016
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.