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氦氣節(jié)省方法綜述
安捷倫致力于綠色、高效的色譜產(chǎn)品、應(yīng)用的創(chuàng)新與迭代，尤其是國(guó)際、國(guó)內(nèi)氦氣價(jià)格高企造成的實(shí)驗(yàn)室成本攀升背景下，助力客戶選擇合適氦氣節(jié)省之“道”，恰逢其時(shí)。
氦氣節(jié)省路徑圖
總體來(lái)說(shuō)，氦氣節(jié)省有兩個(gè)方向---氦氣不能被替代和氦氣可被替代
氦氣不能被替代，
那就要部署氦氣節(jié)省方案
當(dāng)氦氣原則上不能用其它載氣替換時(shí)，或氦氣法轉(zhuǎn)換為備選載氣（如氫氣或氮?dú)猓┯袝r(shí)可能繁瑣甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此節(jié)省氦氣便是一個(gè)可行且有吸引力的解決方案。
即使受限于分析原理、檢測(cè)器原理，而只能使用氦氣場(chǎng)景，也可以“軟硬兼施”，節(jié)約氦氣。
可編程氦氣節(jié)省模塊以安捷倫最新一代電子氣路控制（EPC）為核心進(jìn)行構(gòu)建。該模塊連接兩個(gè) EPC 通道，這樣您可以在氣相色譜分析運(yùn)行時(shí)使用氦氣，而在氣相色譜處于空閑狀態(tài)時(shí)切換為氮?dú)?/span>。
特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
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在您的 Agilent 8890、8860 或 7890 氣相色譜儀上使用自動(dòng)化、用戶可編程的可選氦氣節(jié)省模塊可顯著降低氦氣消耗量，與安捷倫載氣節(jié)省模式合并使用時(shí)效果更為顯著。
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這種不改變分析方法載氣的氦氣節(jié)省模式，安捷倫的 GC/GCMS 系統(tǒng)具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在穩(wěn)定可靠的硬件支持，為實(shí)驗(yàn)室節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，提供有效保證。
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結(jié)合軟件操作上的自動(dòng)化和智能化，一鍵設(shè)定，操作便捷，省時(shí)省力，即使是老一代 GC 7890 也一樣便捷操作，如 OpenLab 具有親和力的界面，僅選擇待機(jī)方法中氣源類型即可完成操作。
在毛細(xì)柱+分流進(jìn)樣口色譜系統(tǒng)中，樣品注入進(jìn)樣口分流后，剩余分析時(shí)間和待機(jī)時(shí)段，分流已經(jīng)完成了“歷史使命”，但還在白白消耗大量氦氣。
在現(xiàn)代氣相色譜基本普及 EPC、具備進(jìn)樣口時(shí)間程序的條件下，完全可以利用時(shí)間程序程序，將進(jìn)樣后及儀器待機(jī)期間的分流調(diào)整到低分流比的狀態(tài)，可以大量節(jié)約氦氣。
下例：在進(jìn)樣三分鐘后，將分流流露氦氣流量從 40mml/min 降低到 20ml/min。
基于安捷倫微板流控技術(shù)（Dean Switch）采用 CFT 切換，載氣消耗較大的質(zhì)譜流路進(jìn)樣口前端，使用氮?dú)庥糜谶M(jìn)樣和分流保持；而少量的氦氣實(shí)現(xiàn)色譜柱組份分離和質(zhì)譜檢測(cè)器檢測(cè)狀態(tài)保持。
上圖：進(jìn)樣狀態(tài)，氮?dú)夂痛治鼋M分通過(guò)預(yù)柱。
上圖：樣品轉(zhuǎn)移到分析色譜柱，切換到 He 載氣進(jìn)行組份分離；此狀態(tài)也是系統(tǒng)的待機(jī)狀態(tài)。
分析方法中氦載氣可以被替換
一些標(biāo)準(zhǔn)方法傳統(tǒng)推薦使用氦氣，或由于分離效率的考慮優(yōu)先使用氦氣，而被行業(yè)習(xí)慣。
在如今氦氣價(jià)格高昂的背景下，氦氣方法轉(zhuǎn)換為更具性價(jià)比的方案更具現(xiàn)實(shí)意義。
以制藥行業(yè)常用的 USP<467>頂空色譜法在藥物中溶劑殘留的分析為例：
上圖：分別使用氦氣載氣和氮?dú)鉃檩d氣，19 種組分都有良好的分離。（左氦，右氮）
上圖：即使最難分離的乙腈和甲基異丁基酮（Acetonitrile，MIBK），進(jìn)行分離優(yōu)化后，也有良好的分離和定量依據(jù)。（左氦，右氮）
輔助工具-方法轉(zhuǎn)換器（Method Translator）
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如果需要使更改載氣（氮?dú)饣驓錃猓┖髨D譜和氦氣為載氣的圖片一致，安捷倫 GC 或 GCMS 體統(tǒng)操作起來(lái)也非常容易。安捷倫軟件 OpenLab 或 Masshunter 均提供“方法轉(zhuǎn)換器”功能。
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在方法設(shè)定相應(yīng)界面，打開(kāi)“方法轉(zhuǎn)換”，一鍵完成方法參數(shù)轉(zhuǎn)換，保存使用，非常便捷。需要留意的是，載氣更換后，分析方法學(xué)的各項(xiàng)指標(biāo)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)認(rèn)證。
在氣相色譜熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）分析體系中，氫氣、氦氣作為熱導(dǎo)系數(shù)優(yōu)異的常用載氣。在沒(méi)有其它條件限制下，氫氣是替代氦氣的絕佳選擇。
而在毛細(xì)柱+ FID 氫火焰色譜系統(tǒng)中，氫氣也有取代氦氣作為系統(tǒng)載氣的很多機(jī)會(huì)。在具體的應(yīng)用，尤其是組分復(fù)雜或分離要求高的具體分析中，在最新色譜技術(shù)加持下，氫氣甚至可以取得更佳的分析效果。
以食品領(lǐng)域“脂肪酸分析”為例：（脂肪酸甲酯（FAME）的分析可用于鑒定食品中的脂類組分，是食品分析中最重要的應(yīng)用之一）
上圖：以氦氣作為載氣時(shí)在 20 m × 0.18 mm, 0.20 µm DB-FastFAME Intuvo 氣相色譜柱得到的 37 組分 FAME 混標(biāo)的 GC/FID 色譜圖
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采用氫氣作為載氣時(shí)，這種高效的 DB-FastFAME Intuvo 氣相色譜柱將運(yùn)行時(shí)間縮短至 4 分鐘以 內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了所有化合物的基線分離。
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配備 DB-FastFAME 氣相色譜柱的 Intuvo 9000 氣相色譜儀可實(shí)現(xiàn)低成本高效率的 FAME 分析。
氫氣對(duì)許多 GC/MS 應(yīng)用而言是一種可再生的低成本替代氣體。但氫氣并非惰性氣體，有時(shí)會(huì)與離子源中的某些分析物發(fā)生反應(yīng)，例如將硝基苯轉(zhuǎn)化為苯胺。
Agilent Hydro 惰性離子源可解決這一問(wèn)題，非常適合考慮使用氫氣但又擔(dān)心分析存在局限性的實(shí)驗(yàn)室。
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Agilent Hydro 惰性離子源是一種 GC/MS 離子源，在使用氫氣作為 GC/MS 載氣時(shí)可提高色譜分析性能。它有助于避免靈敏度損失和譜圖異常，同時(shí)提供高沸點(diǎn)峰形。
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Agilent Hydro 惰性離子源減少了 GC/MS 離子源的清潔需求、系統(tǒng)停機(jī)和維護(hù)以及數(shù)據(jù)生成中斷。
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以氫氣為載氣，分離速度更快、時(shí)間更短，并且分離質(zhì)量與使用氦氣時(shí)相同減少靈敏度損失與譜圖異常。
氦氣節(jié)省計(jì)算器-Cost Savings Calculator
使用氦氣節(jié)省模塊-He Conservation 時(shí)，安捷倫貼心的小軟件，可以幫助您計(jì)算方法中氦氣使用的總量、氦氣流量節(jié)省率和開(kāi)始時(shí)間、氣瓶使用數(shù)量、氦氣和氮?dú)赓M(fèi)用等。便于您對(duì)氦氣總費(fèi)用做出科學(xué)的統(tǒng)計(jì)和安排。
泄露檢測(cè)-GC On-board Leak Diagnostics
無(wú)論哪種載氣節(jié)省模式，安捷倫新一代色譜強(qiáng)大智能化功能、自診斷，可以幫助您智能化維護(hù)和泄露測(cè)試，避免無(wú)謂的載氣消耗和安全隱患。
二代氫氣檢測(cè)監(jiān)測(cè)模塊（HSM）
實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)柱溫箱中的 H2 含量，一旦超標(biāo)直接關(guān)閉 H2 流路，而新一代傳感器每次校準(zhǔn)后，后續(xù)只需每 6 個(gè)月校準(zhǔn)一次。智能內(nèi)部診斷在連續(xù)運(yùn)行期間監(jiān)控傳感器的狀態(tài)，保證模塊本身的長(zhǎng)期、可靠。無(wú)需抽氣泵即可將柱溫箱中的氣體傳送至氫氣檢測(cè)模塊，減少中介環(huán)節(jié)、增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。
參考文獻(xiàn)和應(yīng)用文章：
1.《節(jié)約儀器運(yùn)行成本 | 安捷倫GC合理使用氦氣好方案》
2.《快速分離脂肪酸甲酯采用 DB-FastFAME Intuvo 氣相色譜柱》