Почему перенос методик с импортных систем стал актуальным
Перенос газохроматографических методик с импортных систем Agilent 6890/7890 (OpenLab/ChemStation) и Shimadzu GC-2010 (LabSolutions) на отечественные комплексы Хроматэк Кристалл 5000/9000 и Хроматэк Кристалл 2000М – стандартная и хорошо отработанная процедура в рамках импортозамещения для лабораторий качества.
Газовые хроматографы Agilent 6890 и 7890 — легендарные, высокоточные аналитические приборы, ставшие «золотым стандартом» в газовой хроматографии во всем мире. Модель 6890 долгое время была самым массовым лабораторным хроматографом, а пришедшая ей на смену 7890-я серия получила усовершенствованный электронный контроль расходов (EPC) и улучшенную воспроизводимость времен удерживания. Оба прибора отличаются исключительной долговечностью узлов, высокой стабильностью результатов при круглосуточной работе и поддерживаются проверенными программными пакетами Agilent ChemStation и OpenLAB CDS.
Газовый хроматограф Shimadzu GC-2010 (включая модификации Plus и Pro) – высокопроизводительный прибор для работы с капиллярными и набивными колонками. Его главные преимущества – технология контроля газовых потоков (AFT/AFC), обеспечивающая сверхточный электронный контроль давления и расхода, поддержка одновременной установки до 4 детекторов и 4 испарителей, а также возможность многомерной хроматографии (MDGC) с «вырезанием пиков».
Для успешной верификации методики на новой платформе необходимо учесть три ключевых блока: эквивалентность фаз колонок, особенности температурного и пневматического контроля и специфику программного обеспечения.
Аппаратный аудит: матчинг конфигурации
Перед переносом параметров убедитесь, что «Хроматэк» укомплектован эквивалентными узлами. Физика процессов разделения неизменна, однако дьявол кроется в различиях архитектуры.
Колонки: геометрия капиллярных колонок (длина, внутренний диаметр, толщина фазы) должна быть строго идентичной оригинальной. Сами неподвижные фазы подбираются по химическому составу – подробнее об этом в следующем разделе.
Инжектор (испаритель): если на Agilent/Shimadzu использовался испаритель Split/Splitless, на «Кристалле» должен стоять аналогичный испаритель (испаритель №1/№2 с РРГ). Особое внимание уделите вкладышам (лайнерам) — используйте лайнеры с аналогичной геометрией: с «гусиной шеей», с деактивированной стекловатой, прямоточные и т.д. От геометрии лайнера напрямую зависит качество испарения пробы и форма пиков.
Детекторы: проверьте наличие эквивалентных детекторов — ПИД (FID), ЭЗД (ECD), ТПУ (TCD) или ТИД (NPD). Убедитесь, что расходы вспомогательных газов (водород, воздух, поддув под детекторы) выставляются корректно и соответствуют паспортным значениям для конкретной модификации детектора Хроматэк.
Подбор аналогов хроматографических колонок
Внутренняя геометрия (длина, внутренний диаметр, толщина пленки фазы) при переносе должна оставаться строго идентичной. Сами неподвижные фазы подбираются по химическому составу.
| Химический состав фазы | Agilent (J&W) | Shimadzu (SH) | Хроматэк / CR | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 100% диметилполисилоксан | HP-1 / DB-1 | SH-Rxi-1ms | Хроматэк-1 / CR-1 | Неполярная фаза: нефтепродукты, общая химия |
| 5% фенил / 95% диметил | HP-5 / DB-5 | SH-Rxi-5ms | Хроматэк-5 / CR-5 | Слабополярная фаза: пестициды, экомониторинг |
| 35% фенил / 65% диметил | DB-35 / HP-35 | SH-Rxi-35Sil | Хроматэк-35 / CR-35 | Среднеполярная фаза: ПАУ, фармацевтика |
| 6% цианопропилфенил / 94% диметил | DB-624 / HP-1301 | SH-Rxi-624Sil | Хроматэк-624 / CR-624 | ЛОС, остаточные растворители (ГФ) |
| Полиэтиленгликоль (ПЭГ) | HP-INNOWax / DB-WAX | SH-Rwax | Хроматэк-Wax / CR-Wax | Полярная фаза: спирты, эфиры, жирные кислоты |
Отечественные аналоги колонок серий Хроматэк и CR обеспечивают сопоставимое качество разделения с импортными колонками Agilent J&W и Shimadzu при соблюдении идентичной геометрии. Это ключевой элемент успешного переноса методики.
Математика газовых потоков и настройка пневматики
Это самая важная и тонкая часть переноса методики. В Agilent и Shimadzu в ПО встроены мощные калькуляторы газовых потоков, тогда как в старых версиях ПО «Хроматэк Аналитик» логика была иной.
В Agilent и Shimadzu вы вводите желаемую линейную скорость (см/с) или расход (мл/мин), и система сама пересчитывает давление на входе с учетом текущей температуры термостата. В старых версиях ПО «Хроматэк Аналитик» или при использовании РРГ прошлых поколений оператор часто задавал только давление на входе или расход напрямую.
Алгоритм переноса газовых потоков:
- Откройте в ПО «Хроматэк Аналитик» Калькулятор колонок (или настройки расхода в методе).
- Введите туда точные геометрические параметры вашей колонки (длина, диаметр, толщина фазы).
- Впишите линейную скорость или объемный расход, который был на Agilent/Shimadzu.
- Программа сама рассчитает необходимое стартовое давление для РРГ с учетом текущей температуры.
Пересчет режимов при смене газа-носителя: если на импортном приборе использовался гелий, а на Хроматэке планируется азот или водород (в целях импортозамещения газов), просто скопировать метод нельзя. Потребуется пересчет линейной скорости газа:
- Оптимальная для N₂ – 12 - 20 см/с
- Оптимальная для He – 30 - 40 см/с
- Оптимальная для H₂ – 40 - 55 см/с
С обязательной корректировкой температурного градиента: программу нагрева при переходе на азот замедляют примерно в 1,5 - 2 раза для сохранения качества разделения.
Таблица соответствия параметров режима
При создании метода в ПО «Хроматэк Аналитик» используйте следующую шпаргалку для адаптации терминов.
| Параметр в Agilent / Shimadzu | Эквивалент в Хроматэк Аналитик | Что делать при переносе? |
|---|---|---|
| Split Ratio (например, 1:50) | Соотношение сброса (1:50) | Переносится один в один |
| Split Flow (мл/мин) | Расход сброса | Если Хроматэк требует расход сброса, умножьте расход по колонке на величину сброса |
| Total Flow | Суммарный расход | На Кристаллах часто справочный или рассчитывается автоматически (Колонка + Сброс + Септа) |
| Septum Purge | Продувка септы | На Agilent обычно 3–5 мл/мин. На Хроматэке выставьте фиксированные 3–5 мл/мин |
| Makeup Flow (Detector) | Поддув детектора | Переносится в мл/мин. Для ПИД обычно 20–30 мл/мин (азот) |
| Hydrogen / Air (FID) | Водород / Воздух (ПИД) | Agilent: 30 / 400. Shimadzu: 40 / 400. Хроматэк: 40 / 400 или 30 / 300 (см. паспорт) |
Режим деления потока (Split/Splitless): обратите особое внимание на геометрию лайнера. Лайнеры Хроматэк имеют свои коэффициенты деления, поэтому соотношение Split (например, 1:50) нужно выставлять, ориентируясь на абсолютные значения расходов (мл/мин) сброса в ПО.
Температурная программа и особенности дозирования
Программа нагрева термостата колонок переносится практически зеркально, однако есть нюансы с тепловой инерцией и финальной очисткой.
Тепловая инерция: термостаты Кристалл 5000/9000 обладают высокой скоростью нагрева и охлаждения, сопоставимой с Agilent 7890. Тем не менее, для обеспечения воспроизводимости при градиентном нагреве рекомендуется вводить изотермический участок (0,5 - 1 мин) в самом начале программы, особенно если начальная температура близка к комнатной. Это нивелирует разницу во времени выхода термостата на температурный режим.
Финальная очистка: всегда закладывайте в температурную программу финальный «прогрев» колонки при максимальной разрешенной для нее температуре в течение 3 - 5 минут для удаления тяжелых остатков пробы. Это продлевает срок службы колонки и улучшает воспроизводимость.
Программа нагрева переносится абсолютно зеркально:
- Начальная температура и время выдержки (Изотерма 1).
- Скорость подъема температуры (°C/min).
- Конечная температура и время выдержки.
Хроматографы «Кристалл 5000/9000» обладают высокой динамикой нагрева/охлаждения (скорость программирования от 0,1 до 125 °C/мин) и легко воспроизводят градиенты импортных систем, включая Shimadzu GC-2010 Pro с его инновационной двухструйной системой охлаждения, снижающей температуру с 450 °C до 50 °C всего за 3,4 минуты.
Особенности дозирования (автосамплеры)
Если вы переносите метод вместе с автодозатором (жидкостным или парофазным), обратите внимание на следующие параметры:
- Объем промывки: настройте количество циклов промывки растворителем до и после укола так же, как на Agilent (обычно 3 - 5 раз).
- Глубина погружения иглы и скорость всасывания: хроматэковские дозаторы (серии ДАЖ-2М и др.) имеют свои настройки скорости движения поршня («быстро/медленно»). Выбирайте режим, исходя из вязкости пробы. Для летучих растворителей (гексан, метанол) ставьте быстрый укол, чтобы избежать испарения с кончика иглы.
Настройка ПО «Хроматэк Аналитик»
Программный комплекс «Хроматэк Аналитик» полностью заменяет зарубежные аналоги Agilent ChemStation/OpenLab и Shimadzu LabSolutions, имеет интуитивный русскоязычный интерфейс и поддерживает аудит данных по 21 CFR Part 11.
Создание метода и градуировка
Конфигурация оборудования: в первую очередь в настройках прибора задается точная конфигурация: тип детектора (ПИД, ЭЗД, ТПУ и т.д.), модель автосамплера (например, ДАЖ-2М) и параметры установленной колонки (длина, диаметр, фаза).
Параметры сбора данных: частота опроса детектора (Data Rate) должна соответствовать исходному методу. Для капиллярных колонок — не менее 20–50 Гц, чтобы форма пиков не искажалась.
Таблица компонентов: время удерживания (tR) забивается вручную после первого тестового ввода смеси стандартов. Диапазон окна идентификации для Кристалла стандартно выставляется в пределах 1–2%.
Интегрирование пиков
Вкладка параметров интегрирования в «Хроматэк Аналитик» работает аналогично ChemStation/LabSolutions. Используются команды: Минимальная площадь, Ширина пика, Тангенс угла наклона, Фиксация базовой линии.
Если на Shimadzu вы использовали алгоритм i-Peak, то в Хроматэке аналогом ручного разделения сложных пиков станет функция «Разделение перпендикуляром» или «Разделение касательной» (для неразделившихся пиков на хвосте основного компонента).
Сбор данных и время удерживания
Частота опроса детектора (Sampling Rate / Data Acquisition Rate): на Agilent/Shimadzu для капиллярных колонок часто стоит 20 - 50 Гц. В методе Хроматэка обязательно выставьте сопоставимую частоту опроса (например, период опроса 40–50 мс), иначе узкие пики будут искажены или «обрезаны» по высоте, что критично для точного количественного анализа.
Время удерживания (tR): будьте готовы к тому, что абсолютные времена удерживания пиков незначительно сместятся (±2 - 5%). Это нормально из-за разницы в объеме удерживания испарителей и погрешности калибровки датчиков давления. Идентификацию следует проводить по относительным временам удерживания или с помощью ввода чистых стандартов.
Процедура верификации методики
После переноса параметров обязательно проводится процедура верификации в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 17025 для подтверждения эквивалентности методик.
Пошаговая процедура верификации:
- Запустите холостой смыв (бланк) для проверки чистоты системы и отсутствия посторонних пиков.
- Введите тестовую смесь (Check-out sample) или калибровочный стандарт.
- Выполните не менее 5 - 6 последовательных вводов стабильного стандарта.
- Оцените СКО (RSD, %) времени удерживания (критерий: обычно ≤ 0,2%) и площадей пиков (критерий: ≤ 1,5 - 2,0% для прямых вводов, ≤ 3 - 5% для парофазного анализа).
- Проверьте разрешение между критическими парами пиков (Rs) и эффективность (число теоретических тарелок). Если разрешение упало – слегка скорректируйте линейную скорость газа-носителя вверх или вниз.
- Проверьте предел обнаружения и линейность градуировочного графика (R² ≥ 0,99).
Верификация методики после переноса – обязательная процедура для аккредитованных лабораторий. Без неё результаты анализа не могут быть использованы в официальной отчетности. Компания ПрофЛаб выполняет процедуру верификации методик в рамках пусконаладочных работ и квалификационных испытаний (IQ/OQ/PQ).
Типичные ошибки при переносе методик и как их избежать
На основе многолетнего опыта наших сервисных инженеров мы собрали топ ошибок, которые допускают лаборатории при самостоятельном переносе методик.
- Копирование давления «в лоб» – самое частое нарушение. Всегда переносите линейную скорость или расход, а не давление.
- Игнорирование геометрии лайнеров – разные лайнеры дают разное качество испарения и форму пиков.
- Неправильная частота опроса детектора – узкие пики «обрезаются» и дают заниженные площади.
- Отсутствие изотермической выдержки в начале программы – воспроизводимость первых пиков ухудшается.
- Прямое копирование метода при смене газа-носителя – без пересчета линейной скорости качество разделения резко падает.
- Отсутствие финального прогрева колонки – тяжелые компоненты накапливаются и «вылезают» в следующих анализах как «призрачные» пики.
- Пропуск процедуры верификации – без неё результаты анализа не имеют юридической силы в аккредитованной лаборатории.
Чтобы избежать этих ошибок, рекомендуем привлекать квалифицированных сервисных инженеров компании ПрофЛаб, которые имеют многолетний опыт переноса методик с Agilent, Shimadzu, Thermo Fisher и других импортных систем на платформы Хроматэк Кристалл.
Часто задаваемые вопросы о переносе методик
Нет, переносить давление «в лоб» не рекомендуется. Давление (кПа/psi) сильно зависит от температуры колонки и точного внутреннего диаметра. Правильнее переносить линейную скорость газа-носителя (см/с) или объемный расход (мл/мин) – это фундаментальные параметры хроматографии, которые корректно рассчитываются встроенным калькулятором в ПО «Хроматэк Аналитик».
Для HP-1/DB-1 аналогом является Хроматэк-1/CR-1 (100% диметилполисилоксан). Для HP-5/DB-5 – Хроматэк-5/CR-5 (5% фенил). Для DB-624 – Хроматэк-624/CR-624. Для INNOWax/WAX – Хроматэк-Wax/CR-Wax (полиэтиленгликоль). Геометрия колонок (длина, диаметр, толщина фазы) должна оставаться строго идентичной для корректного переноса методики.
Да, при переходе с гелия на азот в рамках импортозамещения газов потребуется пересчет линейной скорости газа (оптимальная для N₂ – 12 - 20 см/с, для He – 30 - 40 см/с) с обязательной корректировкой температурного градиента. Программу нагрева при переходе на азот замедляют примерно в 1,5–2 раза для сохранения качества разделения.
Абсолютные времена удерживания пиков незначительно смещаются (±2–5%) из-за разницы в объеме удерживания испарителей и погрешности калибровки датчиков давления. Это нормально. Идентификацию следует проводить по относительным временам удерживания или с помощью ввода чистых стандартов.
Для капиллярных колонок на Agilent/Shimadzu часто используется 20 - 50 Гц. В методе Хроматэка обязательно выставьте сопоставимую частоту опроса (например, период опроса 40 - 50 мс), иначе узкие пики будут искажены или «обрезаны» по высоте, что критично для точного количественного анализа.
Перенос методик с Agilent и Shimadzu: экспертная поддержка ПрофЛаб
Перенос хроматографических методик с импортных систем Agilent 6890/7890 и Shimadzu GC-2010 на отечественные комплексы Хроматэк Кристалл 5000/9000 и Хроматэк Кристалл 2000М – это комплексная инженерная задача, требующая глубоких знаний хроматографии, особенностей аппаратной части и программного обеспечения.
Для консультации по переносу методик, подбору аналогов колонок, настройке ПО «Хроматэк Аналитик», верификации и техническому обслуживанию хроматографов оставьте заявку или свяжитесь с нами:
8 (800) 100-98-81
Бесплатный звонок по России
info@proflabspb.ru
Напишите нам в любое время
Наши специалисты обеспечат подбор оборудования, пусконаладочные работы с квалификационными испытаниями (IQ/OQ/PQ), перенос и верификацию методик по ГОСТ ISO/IEC 17025, обучение персонала и техническое сопровождение по всей России.
