對于GC和GCMS來說，氦氣因其化學惰性好和傳質阻力小，是非常理想的載氣，目前在GC高靈敏度分析、介質阻擋放電等離子體檢測器（BID）、硫化學發光檢測器（SCD）等技術中應用廣泛。然而，氦氣這種“黃金氣體”，近年來經常出現短缺現象，價格壓力和供應不確定性已成為GC/GCMS實驗室面臨的兩個重要問題。由于供應鏈等多方面因素影響，當前時期也被業界戲稱為“氦氣短缺4.0”，很多分析人員開始關心——實驗室的這瓶氦氣到底能用多久？

我們總結了島津GC應對氦氣短缺問題的實操方案：氦氣節省策略和氣體替換策略，本篇將繼續為您分享氣體替換策略。（GCMS的應對策略請參考：氣質百川之三丨優化氦氣使用or替代氦氣，哪種你最中意？）

根據氣相色譜的分析目的，有些分析任務必須使用氦氣作載氣，而有些分析任務則替換為其他氣體后依然可以得到滿意的分析結果，因此可以靈活考慮氣體替代策略（詳細信息請參考：Nexis視角 | 使用氣體智選閥比較不同載氣的分析效果）。

表1. 常見3種氣體的特點對比表

可切換為N₂的情況

N₂是氣相色譜中應用非常普遍的載氣，相對分子質量較大，擴散系數小，其優點是價格便宜，安全性高。

圖1. LabSolutions GC工作站載氣切換界面

氣體智選閥選件可以實現氣體類型的自動調整，可實現一個批處理中，當一個分析完成后，根據后續方法的設置，自動將載氣切換為其他氣體類型。以FID的載氣切換為例，10-15min即可自動完成切換。

如下圖所示，Nexis GC-2030通常使用He作載氣，本例中，以N₂作載氣分析苯中噻吩的色譜圖，低濃度下依然可以得到很好的分析結果。

圖2. 以N₂作載氣分析苯中噻吩的色譜圖

可切換為H₂的情況

H₂是熱導檢測器的常用載氣和氫火焰離子化檢測器的常用燃燒氣，相對分析質量小，其優點是價格便宜，適合高速分析，局限性是易燃易爆，使用時必須注意安全。島津針對此問題專門推出了方案：

（1）可實時監測柱溫箱中H2濃度的氫氣傳感器附件（S221-78910-41），通過對潛在泄漏的及早發現來保證使用安全，可以在氫氣泄漏時主動關閉主機電源避免發生事故，同時GC主機也具備載氣自動檢漏功能，雙重保障，保證安心使用。

（2）進樣口端AFC氫氣安全組件（S221-83785-41）和檢測器端APC氫氣安全組件（S221-83780-41）。分別用于監控進樣口端和檢測器端的H₂流量，將其限制在安全水平內。即使在特殊情況下（比如AFC或APC發生損壞等），也能確保氫氣的安全使用。

如下圖所示，使用H₂作載氣分析37種脂肪酸甲酯（FAMEs），35分鐘即可完成分析，其具有高線速度和分析速度快的優點。

圖3. 使用H₂作載氣分析37種脂肪酸甲酯（FAMEs）色譜圖

結論

在“節流增效”和“精益管理”已成為各行各業實驗室重要考量方向的前提下，如何在氦氣短缺的情況下，依然能夠安心的大跨步向前發展是很多實驗室管理者思考的問題。

“氦氣短缺4.0”時代，一瓶氦氣到底能用多久？一年？五年？十年？……不同的氣相色譜實驗室，分析目的、方法、操作習慣、樣品數量和分析頻率等因素皆不同，很難給出統一的和經過實際效果驗證的答案，但是通過本文分享的這一系列島津創新氣相色譜技術，分析人員可以圍繞這個主題進行氣相色譜方法的積極應對和方法改善。我們相信通過一系列實操方案可以幫助您將氦氣短缺應對的理念真正落到實處。

輕松應對氦氣短缺，盡享GC分析樂趣！

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