Archives

by sergei

Калибровка хроматомасспектрометра ITS40 для количественного анализа смесей растворителей

Как известно, хроматомасспектрометр раскрывает перед нами колоссальные возможности в обнаружении и идентификации примесей. Однако как и у всего в этом мире,  у этого уникального прибора есть и недостатки. Один из них – трудности количественного анализа смесей, ввиду того, что   МС ( масс-спектрометр )  обладает различной чувствительностью к различным соединениям и , как следствие,  чтобы определить количественный состав смеси  требуется отдельная калибровка по каждому  компоненту.

Для определения коэффициентов относительной чувствительности при количественном  анализе методом нормировки,  были сделаны ряд анализов контрольных смесей, в состав которых входят:

  • метанол
  • ацетонитрил
  • ацетон
  • МЕК
  • н-бутанол
  • толуол
  • п-ксилол
  • 1-метокси-2-пропилацетат
  • этилацетат
  • бутилацетат
  • 1-метокси-2-пропанол
  • изо-бутанол

каждого компонента взято по 0.8 мл,  было сделано 4 разных состава и компоненты подобраны так, чтобы  в каждой смеси не было неразделенных пиков.  На колонке с фазой RTX-1701 от Restek  неудовлетворительно разделяются следующие компоненты:

ацетон – метилацетат – изопропанол

метоксипропанол  ( MP )- н-бутанол

метоксипропилацетат ( MPA ) – о-ксилол.

Методика подготовки проб для анализа. 1 микролитр испытуемой смеси через мембрану  вводится микрошприцом в  пустую 12 мл пробирку с крышкой и  пробирка кладется на 3 минуты в термостат при 80 градусов цельсия для полного испарения пробы. Затем микрошприцем на 100 мкл из пробирки отбирается 70 микролитров пробы и вводится в испаритель хроматографа.

Режимы работы хромасса –  электронная ионизация ( EI ) , диапазон Mz 30 – 200,  время сканирования  – 0.3 с,  температура детектора – 220 град Ц,  температура переходной камеры – 230 град Ц,  программирование температуры колонки – от 50 ( 1 мин ) до 180 град Ц, скорость подъема темературы – 8 град/минуту.

Определены средние коэффициенты калибровки для каждого компонента, за единицу принят внутренний стандарт н-Октан ( в дальнейшем в использовании внутреннего стандарта нет необходимости и можно пользоваться методом  нормировки ):

Метанол – 4.22

Этанол – 3.32

Ацетон – 1.96

Метилацетат – 2.76

Изопропанол – 2.04

Ацетонитрил – 2.14

Этилацетат – 1.74

Метилэтилкетон – 1.61

Изобутанол – 1.95

н-Бутанол – 2.34

1-Метокси-2-пропанол – 2.46

Толуол – 1.2

Бутилацетат – 2.23

о-, п- и м-Ксилолы – 1.19

1-Метокси-2-пропилацетат – 1.53

 

GC_picture

 

*************************************************************************************************

 

 

 

 

by sergei

Стандартный раствор н-алканов для калибровки индексов удерживания

Да, да, не удивляйтесь дорогой читатель, другой блог мне начинать уже не охота, и теперь, дабы не плодить бумаги, блоги и другие сущности, пишу сюда все, чем приходится заниматься.  Хотя – одна  публикация на эту тему уже была –  ITS40

Следите, здесь будут интересные “расследования” –    Хромасс – это чудесный прибор, который как по отпечаткам пальцев, может определить состав любой смеси, которую в принципе  можно перевести в газообразное состояние.

После запуска Хроматомасспектрометра ITS40 фирмы Finnigan MAT ( выпуск 1989 года )  для работы нужны калибровочные смеси. Конечно, можно купить готовые, но цены в последнее время стали совсем недружественными и я купил понемногу всех необходимых мне 10 н-алканов:

пентан, гексан. гептан, октан, нонан, декан, ундекан, додекан, тридекан, тетрадекан – соответственно от 5 до 14 углеродных атомов в цепочке.

Поскольку отмерять удобнее и быстрее объем, то вот таблица плотностей н-алканов:

 

n

 

density at 20 Deg C

 

ml

 

g

 

per 738 g ( 0.938 l ) of Acetonitrile

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   ml

   ml

 

  Пентан

5

 

0.63

 

0.2

 

0.126

 

0.117

0.234

 

  Гексан

6

 

0.664

 

0.190

 

0.126

 

0.111

0.222

 

  Гептан

7

 

0.683

 

0.184

 

0.126

 

0.108

0.216

 

  Октан

8

 

0.702

 

0.179

 

0.126

 

0.105

0.210

 

  Нонан

9

 

0.719

 

0.175

 

0.126

 

0.103

0.205

 

  Декан

10

 

0.73

 

0.173

 

0.126

 

0.101

0.202

 

  Ундекан

11

 

0.74

 

0.170

 

0.126

 

0.100

0.199

 

  Додекан

12

 

0.75

 

0.168

 

0.126

 

0.098

0.197

 

  Тридекан

13

 

0.756

 

0.167

 

0.126

 

0.098

0.195

 

  Тетрадекан

14

 

0.76

 

0.166

 

0.126

 

0.097

0.194

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.26

g

1.038

2.076

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В правом столбце – количества мл алканов на 1 литр ( у меня было 738 г – чуть меньше ) ацетонитрила. Ацетонитрил брал качества  HPLC от фирмы Tedia.

При этом 1 мкг такого раствора будет содержать примерно 200 нанограмм каждого алкана.  Чтобы было 100 нг – берем соседний столбик левее. Соответственно, учитывая плотность ацетонитрила – 0.786 г/см.куб.,  1 мкл такого раствора будет содержать 157.2  ( или 78.6 ) нанограмм н-алканов.

Этот раствор – для капиллярной колонки Restek RTX-1701 с толщиной фазы 1 мкм.   Для другой  моей колонки – DB-5 от Agilent с толщиной фазы 0.25 мкм нужна уже  другая смесь.

Напомню, что у меня сейчас в лаборатории работают два хромасса ITS40  с двумя  разными колонками –  для решения разного рода задач. RTX-1701 – для растворителей ( и других летучих компонентов ), и DB-5 для тяжелой химии.

 

 

by sergei

Хроматомасспектрометр ITS 40

Вообще-то обычно я не публикую в этом блоге статей касаемых моей работы. Но этот случай особый, поэтому позволю себе чуть расказать о не совсем обычной стороне своей работы. Заодно вам станет понятно, чем я зарабатываю себе хлеб насущный. Еще будучи студентом РПИ, я делал научную работу по газовой хроматографии, позднее, работая МНСом в ОСИ ( Институт Органического Синтеза ) я занимался аналитической и препаративной ВЭЖХ. Но с тех пор как я покинул науку в 1988 году, уйдя работать на завод “Дзинтарс”, теперь я впервые вернулся к этой теме – но уже на новой основе. Уже как предприниматель, который использует полученный научный опыт в практичесих целях.
Еще в конце 2008 года нашей фирме КСАН, где я сейчас и работаю с 1994 года, удалось приобрести в Германии б/у хроматомасспектрометр ITS 40 выпуска 1989 года. Он состоит из хроматографа Varian 3400 и масспектрометра – ионной ловушки от Finnigan MAT. Этот удивительный по надежности прибор, как признают сами его создатели, представляет большую проблему для этих фирм. Да, да ! И проблема эта в том, что при правильной эксплуатации они, эти приборы, практически вечные. То есть если исследователь не гонится за комфортом и скоростью обработки, то новые ( заметно кстати, более дорогие ) приборы ему уже не нужны. Ведь в области ГЖХ давно уже изобретено практически все, почти тоже можно сказать про масспектрометрию. Остается только сервис по обработке сигнала, который бывает нужен, а бывает – нет. Нам, как не делающим массовые скриннинговые анализы – не нужен. Конечно, покупая эту бывшую в употреблении штуку за 5000 евро, фирма, конечно рисковала. Но теперь, когда прибор удалось наконец запустить, могу сказать – риск оправдался. Этот ITS-40 – в идеальном техническом и внешнем состоянии, с полным ЗИПом и технической документацией, и видно, что не подвергался серьезным переделкам или ремонту. Правда, для его запуска пришлось потратить много времени и сил. Приятно, но самая дорогая часть масспектрометра – турбомолекулярный насос оказался в идеальном состоянии. Из дополнительных материальных затрат упомяну только капиллярную колонку DB35ms 0,25mmx30m от Agilent и двухступенчатый ротационный вакуум-насос от Varian, на что в сумме ушло еще около 1000 USD. Вот и все. Напомню, что новые предлагаемые на рынке аналогичные приборы стоят ну не менее 70 000 Евро.
Для чего нам нужен этот прибор ? Вообще-то их чаще всего используют в криминалистике. По причине того, что он не только может разделять летучие компоненты, как это может любой хроматограф, но и позволяет с большой степенью надежности определить природу разделенных компонентов по характерному отпечатку пальцев химического соединения – масспектру. А нашей фирме все это нужно для расшифровки состава растворителей, а также для идентификации примесей в тех же растворителях. В общем, мы получили заметное подспорье. До этого у нас был только российский хроматограф ЦВЕТ 800. ( Кстати замечу – он работает у нас безотказно уже 9 лет ! ) Это все вместе даст возможность сделать следующий шаг в повышении качества оказываемых услуг – теперь мы можем намного увереннее “расколоть” практически любой растворитель и затем сделать аналогичный, заметно более конкурентный по цене.
Под занавес несколько картинок. На второй картинке ITS 40 только для примера – это не наш прибор ( как видно, он с автосэмплером, а у нас его нет ), первая картинка – наш ЦВЕТ до переезда в другой офис.


********************************************************************************************