Analytik: Instrumentelle Verfahren
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Analytik: Instrumentelle Verfahren Funktion und Anwendung von GC, HPLC, MS, NMR, IR, UV/VIS, etc.

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Alt 09.01.2017, 14:13   #1   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Hallo an alle

Ich hätte ein Frage hinsichtlich des Chromatogrammes der 16 EPA
(United States Environmental Protection Agency) PAK (Polycylclische Aromatische Kohlenwasserstoffe). Für eine Praxisarbeit soll ich eine neue Methode an einer GC-MS entwickeln und diese validieren. Jedoch gibt es schon Probleme bei der Kalibrierung der Methode.



In verschiedenen Applikationen und in meinem Beispiel, sieht das Chromatogramm so aus, dass die letzten 8 PAK eine geringe Intensität im Vergleich der anderen 8 davor haben (Bild: gesamtes Chromatogramm).

gesamtesChromatogramm.jpg
(Chromatogramm bei 300 µg/L)


Die Retensionsreihenfolge sieht wie folgt aus:
Retensionszeiten.PNG


Dies wirkt sich bei der Kalibrierung aus und dementsprechend auf die Bestimmungsgrenze. Im untersten Kalibrierniveau (300 µg/L) kann ich die letzten 3 gar nicht auswerten, da das Signal-Rausch-Verhältnis unter 10 ist und eher ein entartetes Rauschen darstellt (Bild letzten 3).

letzten3.jpg
(Chromatogramm bei 300 µg/L)


Da ich aber bei 300 µg/L kalibrieren muss brauche ich eure Hilfe. Die Fragen die ich mir Stelle sind:
Warum sind die letzten so schwach Intensiv? Liegt es an der Größe der Moleküle?
In wiefern kann ich die Intensitäten der letzten Analyten erhöhen?

Aus den technischen Daten könnt Ihr entnehmen, dass ich schon 5 µL injiziere und dies das maximum an Volumen darstellt.



vielen Dank
Gruß Rick




Zu den technischen Daten:
Varian GC 3900
Varian MS Saturn 2100T (QIT)
5 µL Injektion, splitlos


SIM-Methode
SIM.PNG
In diesem Bild, könnt Ihr sehen, welche Ionen zu welcher Zeit vom Detektor gemessen werden. Falls es Fragen gibt, warum ich so viele Ionen hindurchlasse: Der Grund liegt darin, dass ich die Intensitäten höher sind, bzw. auch die Peakform besser ist. Allgemein ist das Chromatogramm besser, als bei Messungen, mit 1 oder 3 Ionen.

Temperaturprogram:
50°C (0,5 min halten)
heizen mit 4°C/min auf 135°C (0 min halten)
heizen mit 6°C/min auf 225°C (0 min halten)
heizen mit 3°C/min auf 290°C (0 min halten)

Lösungsmittel ist Hexan

JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.01.2017, 19:55   #2   Druckbare Version zeigen
djguendalf  
Mitglied
Beiträge: 428
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Erstmal Elutionzeiten optimieren, dann sind die hinteren Peaks auch nicht so breit. Ggf. kürzere Säule nehmen, wenn das möglich ist.

Du solltest weniger Ionen messen. 2 pro PAK reichen, ein Quantifier und ein Qualifier. Den Peak kannst du dann über die Dwelltime, also Messzeit pro Ion, glätten.
Je weniger Ionen du misst, desto höher kannst du die Dwelltime stellen und damit höhere Intensitäten erreichen.

Bei PAKs hilft es auch die Quellen- und Quadtemperatur hochzustellen, das gibt schönere Peakformen und eine höhere Intensität, sollte aber die letzte Stellschraube sein.

5 µL bei splitlos Injektion? Sicher, dass du den Injektor nicht überlädst?
djguendalf ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 10.01.2017, 08:30   #3   Druckbare Version zeigen
Lucas76 Männlich
Mitglied
Beiträge: 498
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Hallo

Nachdem ich unsere PAK-Methode optimiert hatte, war das Intensitätsverhältnis zugunsten der höchsten PSK soger etas positiv.

Ich sehe dass dein Messsystem (v.a. Injektor) aktiv ist. Du solltest einen neuer Liner (habe gute Erfahrungen mit Focus-Liner oder ähnliche mit Glaswolle am Spritzenende.
Dann die Säule am Einlassende 1-1.5 cm Kürzen.

Dann kannst du getrost die Injektortemp auf 280°C stellen...das bringts!
So must du auch micht die Quelle oder Quad. höher temperieren(230/180°C).

2µl Injektionsvolumen
280°C Injektor
Flow 1.5 ml/min. constant Flow (würde ich imme^r machen bei Gradientenmethoden)

Am Anfang kannst du auch von 50° auf 135 mit 30°C/min. fahren (der Schritt dient der Solvent- und Säulenfokussierung. Was auch noch was bringen kann ist, die Zeit bis zum split purge auf 0.8 Min. zu erhöhen (empfehle auch die Hold-Time am Start auf 0.8 anzugleichen).

Gruss
Lucas

Geändert von Lucas76 (10.01.2017 um 09:00 Uhr)
Lucas76 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.01.2017, 13:42   #4   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

vielen Dank für eure antworten.
Ich hab die meisten eurer Vorschläge in die Tat umgesetzt.

Zuerst habe ich die Dwell Time eingestellt, welche sich als so gar nicht einfach herausstellte. Bei den alten Varian Geräten kann man diese nicht in der SIS-Ion-Präperation ändern. Also hab ich einfach in der Methodenenerstellung µSIS eingestellt, welche eigentlich nur für MS-MS gedacht ist. Jedenfalls konnte ich dort nicht nur genau 2 Ionen angeben sondern auch die Dwell Time. Zwar ist bei den Ionen in den Massen eine Abweichung von +/- 3, hab aber trotzdem ein Rauschen von 20 Counts.
(Davor waren es ca 500 - 1000 Counts)
Die Dwelltime hab ich auf 10 ms gestellt.
In der nachfolgenden Tabelle,könnt Ihr mal die Segemente und die gemessen Ionen ansehen.
msis tabelle.PNG

Danach bin ich auf split umgestiegen und hab die Injektortemperatur höher gestellt. Jetzt habe ich ein 10er split und eine Injektortemperatur von 280°C.

Zum Schluss habe ich den Liner gewechselt. Eine neue Säule kommt am Montag und dann schaue ich mal, ob dies auch noch was bringt.

Das Temperaturprogramm konnte ich leider nicht weiter ändern. Wenn ich diese kürzer mach, bekomme ich Chrysen und Benzo[a]anthracen schechter getrennt. Also belasse ich es erstmal bei dem 60 min Programm.
Auch das selbe für den Durchfluss.

Ich füge euch mal das neue Chromatogramm ein.
Dabei handelt es sich um ein 300 µg/L Standard.
300er.jpg
JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.01.2017, 19:37   #5   Druckbare Version zeigen
djguendalf  
Mitglied
Beiträge: 428
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Die Dwell time passt man überlicherweise so an, dass man pro Peak um die 15 Messpunkte hat. Kannst das ja mal durch reinzoomen ins Chromatogramm checken, hast du mehr kannst du die Dwell time noch höher stellen.

Was für eine Säule benutzt du denn?
Es gibt spezielle PAK-Säulen (PAH-Select von Agilent z.B.), die trennen in 30 min mit entsprechendem Temperaturprogramm alle 16 EPA + Benzo(j)fluoranthen + Benzo(e)pyren + Störverbindungen (z.B. Triphenylen, Dibenz(a,c)anthracen).
djguendalf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.01.2017, 09:56   #6   Druckbare Version zeigen
Lucas76 Männlich
Mitglied
Beiträge: 498
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Hallo

Wir hatten (single Quad.) 80ms pro Masse.
Zudem ist Injektorseitig (Tailing) noch nicht alles optimal.
Mit 2µl Inj.Vol. und Splitless (Purge Flow @0.8 min.) hatten wir mit 4mm-ID Liner mit Wolle schön scharfe Peaks...bis der Liner verschmutzt war und das sah dann etwa so aus wie bei dir.

Ist die Säule Injektorseitig korrekt eingebaut (Abstand zum Ferrule)..denn das könnte sich noch bei sauberem Liner und nicht aktiver Säule negativ auswikren.

Gruss
Lucas76 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.01.2017, 10:17   #7   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Da wir mit dem Gerät nicht nur PAK, sondern auch PCB und Alkylphenole messen, haben wir die Säule "DB5 MS" von Agilent. Diese soll gut sein für alle aromatischen Verbindungen.
Die derzeitige Säule ist schon ganz schön aufgebraucht, weshalb, ich eine neue am Montag einbaue.

Die Dwelltime kann ich leider nur bis 10 ms einstellen. Für mehr Messpunkte kann ich nur die Sekunden pro Scan höher stellen. Das heißt: bis jetzt, macht er aller 10 µScans einen Messpunkt.
Aber schon alleine durch das große Tailing komme ich auf 15 Messpunkte.


JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.01.2017, 18:49   #8   Druckbare Version zeigen
djguendalf  
Mitglied
Beiträge: 428
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Dwell time = (Milli)Sekunden Messzeit pro Ion; je länger die Dwell time, desto länger misst er das entsprechende Ion, bevor er zum nächsten übergeht. 10 ms ist eher das Minimum, muss man höher stellen können.

Was das Tailing angeht würde ich auch nochmal den Liner und Injektor checken und die Säule injektorseitig mal 1 m kürzen oder auf die neue Säule warten. Wenn alles nichts hilft mal die Quelle reinigen, vllt ist die verdreckt.
Was hast du denn für eine Quellen-, Transferline- und Quadtemperatur?
djguendalf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.01.2017, 09:29   #9   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

ich weiß, dass ist verrückt, aber ich kann die Dwelltime nicht höher stellen,
hier mal ein Bild der Einstellung:
dwelltime.jpg

unter Isolation Time stellt man dieses ein und man sieht, es gibt nur eine Range von 1-10.

Also unsere Trap ist bei 200°C, die Mainfold bei 80°C und die Transferline bei 280°C.
Der Liner ist noch ziemlich jungfräulich, weswegen ich mich erstmal an die Säule wage.
JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.01.2017, 10:01   #10   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

ich habe jetzt zudem mal das AutoTune Programm gestartet. Wenn die Trap oder irgendwas in der MS verdreckt sein sollte, bringt er mir dort in irgendeiner Form eine Fehlermeldung. Z.B. too many Ions usw.

Hier mal das Protokoll:

08:27:52 Auto Tune: Started
08:27:52 Integrator Zero Set: Started
08:28:01 Integrator Zero Set: Setting is OK (Setting: 76, Average Counts: 0.45)
08:28:01 Integrator Zero Set: Completed
08:28:01 Electron Multiplier: Started
08:28:03 Electron Multiplier: Offset Determined (Offset: 1 Count(s))
08:28:30 Electron Multiplier: Pre-Adjustment Successful (EM Voltage: 1700)
08:39:13 Electron Multiplier: Low Voltage End Found (EM Voltage: 1900)
08:39:13 Electron Multiplier: High Voltage Start Found (EM Voltage: 2000)
08:39:55 Electron Multiplier: Space Charge Adjusted (Target: 47158, Val/Iso: 0.27)
08:40:01 Electron Multiplier: Peak Threshold Met (Inten: 1866 counts)
08:40:01 Electron Multiplier: 10^5 Gain setting is OK (EM Voltage: 1950)
08:40:01 Electron Multiplier: Final Gain setting is OK (EM Voltage: 1950)
08:40:01 Electron Multiplier: Completed
08:40:01 RF Full Scale Adj: Started
08:40:12 RF Full Scale Adj: Centered on Mass 69 at 69.13 (Setting: 118)
08:40:16 RF Full Scale Adj: Centered on Mass 414 at 416.06 (Setting: 93)
08:40:21 RF Full Scale Adj: Centered on Mass 614 at 614.36 (Setting: 90)
08:40:21 RF Full Scale Adj: Setting is OK (Setting: 90, Mass: 614, Apex: 614.0)
08:40:21 RF Full Scale Adj: Completed
08:40:21 Multi-Point Mass Cal: Started
08:40:27 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 28 at 27.76
08:40:35 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 69 at 68.62
08:40:41 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 131 at 130.57
08:40:56 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 264 at 263.58
08:41:20 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 414 at 413.77
08:41:47 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 464 at 463.82
08:42:17 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 502 at 501.69
08:42:53 Multi-Point Mass Cal: Found Calibration Mass 614 at 613.95
08:42:53 Multi-Point Mass Cal: Calibration is OK (Slope: 6.262, Std Dev: 0.047)
08:42:53 Multi-Point Mass Cal: Completed
08:42:53 Trap Function Calib: Started
08:42:58 Trap Function Calib: Calibrating at Mass 69
08:43:37 Trap Function Calib: Calibrating at Mass 131
08:44:55 Trap Function Calib: Mass 69 Calibrated (Freq: 259.000 kHz)
08:44:55 Trap Function Calib: Mass 131 Calibrated (Freq: 256.900 kHz)
08:44:55 Trap Function Calib: Completed
08:44:55 Auto Tune: Completed

08:45:04 Auto Tune: Started
08:45:04 Air/Water Check: Started
08:45:41 Air Check: Acceptable Level Found (28 Width: 0.6 m/z)
08:45:41 Water Check: Acceptable Level Found (19/18 Ratio: 6.1 %)
08:45:41 Air/Water Check: Completed - No Problems Found
08:45:42 Auto Tune: Completed


JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.01.2017, 20:00   #11   Druckbare Version zeigen
djguendalf  
Mitglied
Beiträge: 428
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Du benutzt also ein GC-MS mit Ion Trap, ich ging von einem MS mit Quadrupol aus.
Habe ich persönlich keine Erfahrung mit, aber das erklärt die anderen Werte für die Dwell time.
djguendalf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2017, 12:34   #12   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

genau genommen ist es eine QIT (Quadropol-Ion-Trap). Also eine Quadropol ist drinnen, nur halt bisschen spezieller
JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2017, 15:06   #13   Druckbare Version zeigen
djguendalf  
Mitglied
Beiträge: 428
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Wie handhabt man das denn mit dem Reinigen des Systems, ihr scheint ja keine externe Ionenquelle zu benutzen.
djguendalf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2017, 15:35   #14   Druckbare Version zeigen
JohnRick Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Probleme bei der Auswertung von PAK (GC-MS)

Naja, wir müssen das Gerät ein Tag vorher runterfahren, belüften, bauen es komplett auseinander und reinigen alle Teile mir Aluminiumoxidpaste. Danach mit bidest. reinigen und mittels Methanol trocknen - alles zusammenbauen, 16 h ausheizen. Ingesamt braucht man dafür 2 Tage.

Das Problem ist eben die Zeit die das Gerät nicht arbeitet. Das auseinanderbauen und zusammenbauen ist das geringste Problem, da das recht große handhabene Bauteile sind.
JohnRick ist offline   Mit Zitat antworten
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auftrennung, gc-ms, kalibrierung, pak, varian

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