¿cómo transferir los métodos gc y gc/ms de helio a … · cumple con los requisitos de flujo de...
TRANSCRIPT
25 de Enero de 2103
Manuel Otero. Especialista en Cromatografía
José Juan Rivero. Especialista de Aplicaciones [email protected] y [email protected]
AGILENT TECHNOLOGIES
901.11.68.90 Seminario On-Line
25-Enero-2013
¿Cómo transferir los
métodos GC y GC/MS de
helio a hidrógeno?
25 de Enero de 2103
Recomendaciones para el buen desarrollo
del e-seminar
Use el chat-box de la parte inferior-derecha de la pantalla o siga las
instrucciones al final de la presentación para realizar en directo sus preguntas
Todas las preguntas serán respondidas y enviadas junto a una copia de la
presentación a todos los asistentes al e-seminario
Contacte con el host para cualquier problema técnico que le surja durante la
presentación
Al final de la presentación se añadirá un pequeño cuestionario de cuatro
preguntas que agradeceríamos que rellenaran.
España
España gratuito
917 889 508
900 801 885
Portugal livre 800 782 050
25 de Enero de 2103
Prefacio
- Doctor por la universidad de Extremadura en Química
Analítica
- Ecoauditor por la Universidad de Málaga
- Especialista de Aplicaciones en Varian Inc. (8 años)
- Especialista de Producto de GC y GCMSD (2 años)
- Local “Marketing and Applications Program” para el
mercado de Alimentación.
José Juan Rivero
25 de Enero de 2103
Manuel Otero
- Ingeniero de Soporte en Madrid durante 10 años
- Licenciado en CC. Químicas por la Universidad
Complutense de Madrid
- Especialista en Soporte de GC/MS – SQ, QQQ y QTOF
- Especialista de Software Cromatográfico en Red – Open
Lab CDS
25 de Enero de 2103
Manuel Otero. Especialista en Cromatografía
José Juan Rivero. Especialista de Aplicaciones [email protected] y [email protected]
AGILENT TECHNOLOGIES
901.11.68.90 Seminario On-Line
25-Enero-2013
¿Cómo transferir los
métodos GC y GC/MS de
helio a hidrógeno?
25 de Enero de 2103
Situación del Mercado
El suministro de He está en una situación complicada, los precios
has subido mucho y se buscan alternativas para gas portador
25 de Enero de 2103
Los mitos– ¿Que sucede con el suministro de He?
¿El mundo puede funcionar sin He?
He es un subproducto del gas natural
Muchas regiones son ricas en He
-- US (1.5% reserva mundial), Quatar, Argelia, Iran y Rusia
US produce ~75% del He mundial en 4 plantas
He es en US considerado como una reserva estratégica controlada por el gobierno
Problemas en 2012
Dos plantas de US (~ 50% suministro mundial) tuvieron que reducir producción por
mantenimientos
Argelia, Rusia, Polonia, Australia bajaron también la producción por falta de demanda de gas
natural
Agenda para 2013 y siguientes
Nuevas plantas de Productos del Aire estarán en línea al final de 2012. (200M)
Qatar 2 proyectos que se completaran para principios de 2013 (1.3B), Argelia se expandirá su
producción en 2013 (350M)
A largo plazo: La pregunta es sobre la capacidad de las fuentes, pero no el precio
Es una crisis a corto plazo, pero preocupante a largo plazo
25 de Enero de 2103
Introducción: Transferir metodología de He a H2
• Muchos usuarios de GC/MS comienzan a considerar el pasar de He a H2 como gas
portador.
• En este e-seminar se verán las recomendaciones para convertir nuestros métodos
de GCMSD.
• Es importante conocer las diferencias usando H2 como gas portador.
• Deberíamos pensar un tiempo como adaptar nuestros métodos, optimización y
resolución de los problemas que nos podemos encontrar. Areas a tener en cuenta
que deberíamos incluir al cambiar:
– Fuente suministradora de H2
– Filtros de gases Remove/bypass
– Cambios en el hardware del GC/MSD
– Eleccion de las condiciones cromatográficas
– Perdida de 2-5 veces de relación signal-to-noise
– Cambios en espectros de algunos compuestos
– Reactividad de algunos analitos con el gas portador.
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Carta de los Ingenieros de Seguidad de Agilent
para mostrar la seguridad de los Instrumentos
25 de Enero de 2103
Diseño para la seguridad del H2
• Apagado de Seguridad
– Cuando no se consigue el valor de presión, se apagan las válvulas y
los calentadores (heaters) para evitar explosiones
• Límite de Flujo
– Si la válvula falla cuando está abierta, el flujo del portal de inyección
se limita
• Secuencia de encendido y apagado del horno
– El ventilador purga el horno antes de encender los calentadores para
eliminar cualquier acumulación de H2
• Test de Explosión
– El cromatógrafo está diseñado para contener una explosión
25 de Enero de 2103
Leer primero la Guia de Seguridad
G3170-90010
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Fuente de Hidrógeno: Botella o Generador?
• Gasto inicial alto, pero amortizado en el
tiempo
• Muy buena calidad de H2,>99.9999%
• Mucho más seguro.
– H2 sólo es generado a la presión
deseada (p.e. 40 psig)
– El Flujo está limitado (p.e. 250
mL/min)
– Apagado automático si los valores de
presión no se mantienen
– Pequeño volumen (p.e. 200mL a 40
psig) de H2 en cualquier momento
• Se debe comprar un buen generador
con especificaciones muy bajas de
agua y oxígeno
• Más barato inicialmente, pero sin
amortización en el tiempo
• Puede ser limpio, pero hay peligro de
contaminación de hidrocarburos
• Menos seguro
– La Presión es 2200 psig
– El Flujo no es limitado, sin unas
conexiones extras
– No apagado automático sin unas
conexiones extras
– Gran volumen (44 Litros a 2200 psig)
• Debemos usar la mayor pureza posible
con un regulador de alta calidad
Generador Botella
25 de Enero de 2103
Tuberías del Instrumento
• Tubería de acero es la más recomendada y la mejor opción para el uso de
H2 como gas portador.
• Nosotros empleamos tubo de cobre nuevo y limpio de 1/8 de pulgada
diseñado para GC.
• Tubos sucios y viejos pueden causar graves problemas de contaminación.
H2 puede despegar la suciedad del metal mucho más que el He.
• No debemos usar tubos de cobre viejos, ya que se vuelve quebradizos o
se rompen.
• Se debe hacer un buen chequeo de fugas con un detector electrónico o
con Snoop, el detector de MS no lo hace bien si ésta es grande (muy
peligroso).
• Cuando empleamos generador de H2, se inicia sin trampas de gases. Sólo
se instalarán si son necesarias. Debemos asegurarnos que los niveles de
agua y oxígeno son suficienemente bajos.
25 de Enero de 2103
La salida de Split y de la Purga de Septum deben
estar conectadas para su evacuación
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Imán de 5975 después de 4 años con H2 portador
El fallo del
imán
empieza con
grietas y
virutas
25 de Enero de 2103
Otro ejemplo de imán de 5975 después de 1.5 años
con H2 de portador
Virutas del
Imán se
desprenden
por toda la
cámara de
vacío
Esto puede
destrozar la
bomba turbo
25 de Enero de 2103
Nuevo Imán
El Imán
correcto
tiene un
código en la
parte Izq.
(Nuevo
modelo).
Si no tiene
código,
debe ser
cambiado.
25 de Enero de 2103
Cambio de la lente Drawout estándar de 3 mm por
la opcional de 6 mm
G2589-20045
6 mm Drawout
Plate, Inerte
Standard 3 mm
Drawout Plate,
Inerte
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Capacidad de la bombas del MSD con H2 es menor
que con He.
• Información completa de las especificaciones de las bombas empleando
H2 no está todavía disponible
• Estos son los valores aproximados para el 5975. El Flujo máximo de H2
para mantener una fuente de presión razonable:
– Performance turbo: 2 mL/min
– Standard turbo: 1 mL/min
– Difusora: 0.75 mL/min
– Pulsos de Presión: turbos <= 3 mL/min, difusora <= 2.5 mL/min
• Es muy útil tener un lector de alto vacío y monitorizarlo frente al flujo por
columna. Intenta evitar flujos que generen un vacío peor que 5 x 10-5 torr.
Se pueden tener dichos valores pero la rendimiento bajará rápidamente
25 de Enero de 2103
Guía para la elección de las dimensiones de la
Columna y flujos para la conversión del método
– Determinar el flujo máximo de H2 dentro del MS, tomando el valor de
vacío 5 x 10-5 torr o menor. Ese será el flujo máximo de columna.
– Elige dimensiones de columna a la temperatura inicial del horno del
método para dar:
• Un flujo <= flujo máximo de columna para la bomba de vacío
• Un flujo >= flujo mínimo para una buen eficiencia
• Una presión en el portal de inyección de al menos 5 psig
– Mantener las rampas de temperatura en el mismo valor de °C/void time
dará un orden de elución similar. Utiliza la aplicación “Method Translator”
para ello.
– Estas son unas pautas generales, que a veces no tienen por que
cumplirse para nuestra aplicación.
25 de Enero de 2103
Curvas de Van Deemter
Si el flujo de He o H2 es demasiado bajo, se puede perder eficiencia MÁS
RÁPIDAMENTE que si es demasiado alto. Usa 35 cm/sec como
mínimo para H2
25 de Enero de 2103
Elección de Columna
– En caso de duda, se puede emplear la regla de Feyerherm Rule:
• Usar una columna de 20m x180 um con un flujo constante de 0.3-0.5 mL/min.
• Intentar obtener una velocidad lineal de al menos 35 cm/sec
– Intentar usar la misma fase estacionaria y el mismo “ratio” para tener un
orden de elución similar.
– Las columnas más estrechas tienen una capacidad más baja, pudiendo
obtener saturación en los niveles más altos de calibración o muestras
– Puede ser necesario el uso de inyección con pulso para columnas muy
estrechas y con un rango de flujo bajo.
– El rango de flujo para la configuración de H2 está limitada en la parte
inferior por el flujo para obtener 35 cm/s y en la parte superior por la
capacidad de la bomba
25 de Enero de 2103
Flow Calculator. Ajustar la velocidad lineal a 35
para H2. Si la presión es muy baja, sube el flujo
25 de Enero de 2103
Ejemplo: 30m x 0.25 mm id x 0.25 um Checkout
Column Con Performance Turbo Cumple los requisitos de flujo para la bomba y la eficiencia de la columna con el doble
de la velocidad
25 de Enero de 2103
Ejemplo: Columna 20m x 0.18 mm id x 0.18 um
con Perf Turbo and Std Turbo Cumple con los requisitos de flujo de la bomba turbo std. El flujo está cerca
de la eficiencia de la columna con una ganancia 2,5 de velocidad.
25 de Enero de 2103
Estado de los Calculadores para la Selección de
Columna
• HP FlowCalc 2.0 y HP Method Translator son herramientas clásicas para
el cálculo de flujos y presiones en GC:
– Está a punto de salir nuevas versiones soportadas en Windows 7.
• Las nuevas versiones se pueden obtener en:
– GC/GCMS Instrument Utilities Kit, este CD viene con cada GC, GC-MS y
ALS de Agilent. Además posee lo manuales de los instrumentos.
– Aplicación para iPhone (sólo Flow Calculator)
– En la página web de Agilent en el siguiente link
http://www.chem.agilent.com/en-US/Technical-Support/Instruments-
Systems/Gas-Chromatography/utilities/Pages/default.aspx
25 de Enero de 2103
Índice de la presentación
Seguridad para H2
Fuente de H2 y sus Tuberías
Piezas del MS necesarias
para la Conversión:
Imán y Lentes de la Fuente
Elección y Condiciones de Columna
Ya está preparado.
¡Arrancamos el Analisis!
25 de Enero de 2103
Problemas conocidos de Métodos de GC-MSD
con H2
Gran cantidad de ruido de fondo que parecen hidrocarburos
Reducción de la Señal / Ruido (peor MDL)
Fuerte Taling (cola en los picos) para muchos compuestos
25 de Enero de 2103
Al Cambiar a H2. Gran ruido de fondo en el MS! Siempre ocurre al trabajar con H2. Puede llegar a ser más pequeño, pero nunca
se irá completamente. El GC se limpia rápidamente. El ruido de fondo proviene
del MSD. Pueden tardar días o semanas en obtenerse niveles aceptables
25 de Enero de 2103
Ejemplo de Muestra de Tóxicos
2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
1800000
2000000
Time-->
Abundance
TIC: ToxCKO_H2_4.D\data.ms
4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 0 200000 400000 600000 800000
1000000 1200000 1400000 1600000 1800000 2000000 2200000 2400000 2600000 2800000 3000000
Time-->
Abundance TIC: ToxCKOHe_4.D\data.ms
Hidrógeno
Helio
Hidrógeno siempre ha sido un problema con el GC/MSD
20m x 0.18mm id x 0.18 um DB-5MSUI
25 de Enero de 2103
Picos con Cola: Es más que una simple Cola
7.20 7.40 7.60 7.80 8.00 8.20 8.40 8.60 8.80 9.00
TIC: ToxCKO_H2_4.D\data.ms
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
m/z-->
Abundance
Average of 8.018 to 8.036 min.: ToxCKO_H2_4.D\data.ms 82
182
42
105
55
68 303 198 122 167 152 272
135 215 244 230 259 341 288 327 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
m/z-->
Abundance
Average of 8.048 to 8.085 min.: ToxCKO_H2_4.D\data.ms 91
78
41 64
115 167 128 141 207 191 221 154 281 242 300 265 341 327 314
Espectro de la Cola Espectro del Pico
Cocaína
Cocaína
25 de Enero de 2103
Los iones principales de la Cocaína no crean la
Cola. Es debido a suciedad generada en el MS
Suciedad Cocaína
La Cola es diferente al Pico. Puede formarse por reacción catalítica de
componente principal.
25 de Enero de 2103
Minimización del tiempo de estabilización de la
Cromatografía y del ruido de Fondo
• Tener un fuente limpia de hidrógeno con una pureza de 99.9999% (buen generador
de hidrógeno).
• Mantener el flujo menor o igual a 2 mL/min para performance turbo
• Usar la lente drawout de 6 mm
• Después de encender y acondicionar el equipo, mantener la fuente a 350ºC
durante toda la noche CON EL FILAMENTO ENCENDIDO. Esto limpiará el
ruido rápidamente.
– La Forma de Pico será mucho mejor y el ruido de fondo será
mucho más bajo por la mañana.
– Baja la Temperatura de la Fuente hasta el valor del método
e inyectar tus cromatogramas.
• Es una muy buen idea tener un juego adicional de filamentos por si se funden
durante el acondiconamiento. No es habitual pero puede ocurrir
25 de Enero de 2103
Método de H2 con Lente Drawout de 6 mm y
después la limpieza de fuente durante la noche. La
Forma de Pico es mucho mejor y el ruido menor.
2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
1800000
2000000
2200000
2400000
2600000
Time-->
Abundance
TIC: RT330Lock_1.D\data.ms
25 de Enero de 2103
Ejemplo de Conversión de He a H2. Analizador para
Screening de Tóxicos
3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Time-->
Abundance
TIC: Tox_Mix_1.D\data.ms
3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Time-->
Abundance
TIC: 8_171psig_323C_1.D\data.ms
Hidrógeno
Helio
25 de Enero de 2103
Expectativas de Rendimiento
• La Señal/Ruido es normalmente 4-5 veces peor. Esto varía con la
naturaleza de los compuestos
• Generalmente los espectros se mantienen igual, pero existen algunas
excepciones. Debemos chequear los espectros de referencia de los
compuestos principales para comprobar que no han cambiado.
• Similar comportamiento para las relaciones target/cualificadores
• Algunos compuestos pueden desaparecer a niveles bajos. Puede ocurrir
con algunos compuestos que contengan alcoholes, aldehídos o cetonas.
25 de Enero de 2103
Otras Consideraciones:
(Especulaciones y Rumores) H2 no es un gas inerte y por lo tanto puede generar poblemas
debido a esto. Algunos puntos a considerar:
• Usar la temperatura más baja posible en el portal de inyección para reducir
las reacciones del H2
• Usar inyección con pulso, especialmente con columnas muy finas
• Considerar el uso de MMI en modo “cold splitless”
• Emplear piezas desactivadas del portal de inyección S/SL puede ayudar PN:G3452-60570 (inferior) PN:G3452-60586 (superior) $$$$
• Evitar el uso de Cloruro de Metileno como disolvente. A altas temperaturas
(300ºC) puede formarse HCl y causar graves problemas. Puede deshacer
el sello de oro y corroer el cuerpo del inyector. Si no se puede cambiar el
CHCl2, entonces usar la temperatura más baja posible y el S/SL y MMI
desactivados.
• Usar liners con estrechamiento para minimizar el contacto con el sello de
oro. Muy recomendado el uso de los nuevos liner Ultra Inertes.
25 de Enero de 2103
Resumen de la conversión a Hidrógeno
1. Adquirir un BUEN generador de H2 y buenas tuberías
2. Emplear un columna que cumpla con las necesidades de
flujo del método y de la bomba del MSD
3. Instalar el nuevo imán y la lente drawout de 6 mm
4. Después de purgar e inicar el equipo, dejar toda la noche la
fuente a 350ºC y el cuadrupolo a 200ºC con el filamento
encendido.
5. Vuelve a la temperatura de trabajo, haz autotune e inyecta
tus muestras.
6. Revisar todas las precauciones del sistema
25 de Enero de 2103
Análisis Químico.
Soluciones para todos los mercados.
Petroquímica y
Energía
Forense y
Toxicológico
Medioambiente Alimentación
y Agricultura Materiales
25 de Enero de 2103
Agilent: Soluciones globales
25 de Enero de 2103
Soluciones Agilent a todos los mercados
y a todos los niveles
Soluciones Instrumentales
Fungibles y piezas Soluciones de Software
Expertos en Aplicaciones Atención al cliente y soporte post venta
Cromatografía de
gases y líquidos
Espectroscopía atómica y molecular Espectrometría de Masas
25 de Enero de 2103
Soporte post-venta y atención al cliente
Más de 70 ingenieros especializados
Cobertura en toda la
geografía española
18 personas Especialistas De Aplicaciones
25 de Enero de 2103
………….. 1 de Febrero de 2013
………….. Próximo e-seminar del 8 de Febrero
25 de Enero de 2103
Manuel Otero. Especialista en Cromatografía
José Juan Rivero. Especialista de Aplicaciones
[email protected] y [email protected]
AGILENT TECHNOLOGIES
901.11.68.90
MUCHAS GRACIAS
por su atención