Comparing the Energy Consumption of Different LC Single Quadrupole Mass Spectrometry Systems

Význam tématu

Laboratoře patří mezi energeticky nejnáročnější provozy a vynakládají výrazné nároky na elektrickou energii a materiály. S růstem požadavků na udržitelnost a cíle snižování emisí roste i potřeba přesně měřit a optimalizovat spotřebu přístrojů. Tento poster porovnává energetickou náročnost a provozní dopady dvou modelů LC‑MS přístrojů Agilent InfinityLab Pro iQ a Pro iQ Plus a demonstruje přístup kombinující hodnocení životního cyklu (My Green Lab ACT Ecolabel) a kontinuální monitorování provozu (Agilent CrossLab Connect).

Cíle a přehled studie / článku

Hlavní cíle studie byly:

• Vyhodnotit produktový dopad na životní prostředí pomocí ACT Ecolabel pro oba detektory.
• Změřit reálnou spotřebu energie a provozní parametry LC‑MS sestav během rutinního provozu.
• Ukázat, jak monitoring přes CrossLab Connect umožňuje kvantifikaci nákladů a identifikaci úspor.

Studie kombinuje formální, třetí stranou verifikované hodnocení výrobku s měřením výkonu v provozu a vizualizací dat v reálném čase.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Produktové hodnocení: použití My Green Lab ACT Ecolabel (100‑bodový vážený systém) pro vyhodnocení energetické náročnosti, materiálů, chemických rizik, životnosti produktu a možností likvidace.
• Provozní měření: kontinuální sběr dat o spotřebě a provozním stavu přes Agilent CrossLab Connect, s měřením proudu, relativní teploty a vlhkosti okolí; data zasílána přes Wi‑Fi a ukládána do cloudového servisu pro analýzu.
• Analytika: inference stavu přístroje, odhad provozních nákladů na základě lokální ceny kWh, generování upozornění při odchylkách parametrů (teplota/vlhkost) a sledování využití zařízení.

Hlavní instrumentace:

• Agilent InfinityLab Pro iQ Mass Detector (G6160B)
• Agilent InfinityLab Pro iQ Plus Mass Detector (G6170A)
• Agilent 1290 Infinity III LC (G7104A) se sestavou: Multisampler (G7167B), Multicolumn Thermostat (G7116B), Diode Array Detector (G7117B)
• MS45 Rotary Vane Pump (v tichém krytu)
• Agilent Advanced Power Sensor (SST‑APS‑1015) pro měření energie v kWh
• Agilent Communication Module (SST‑WIFI‑02) a CrossLab Connect pro přenos dat (5 paketů/s, ~55 MB/den)

Hlavní výsledky a diskuse

Klíčové zjištění a jejich interpretace:

• ACT Ecolabel poskytuje strukturovaný, třetí stranou ověřený pohled na produktové enviro‑dopady a umožňuje porovnání variant přístrojů včetně hodnocení výrobních závodů a závazků ke snižování emisí.
• Reálná spotřeba a provozní data lze spolehlivě sledovat pomocí instalovaného měřiče a CrossLab Connect. Sledované parametry zahrnovaly okamžitou spotřebu (odvozenou z proudu), kumulovanou energii v kWh, lokální odhad nákladů podle ceny elektřiny, a provozní stavy (inicializace, kalibrace, běžné 5–20 min běhy, režim idlu).
• Monitorování okolní teploty a relativní vlhkosti umožnilo detekovat out‑of‑range hodnoty, které mohou zvýšit riziko selhání analýzy; systém generuje upozornění pro operátora.
• Datový tok (Wi‑Fi, 5 paketů/s, ~55 MB/den) pro objem dat a zabezpečený cloudový přenos ukázal praktickou realizovatelnost nasazení v běžné laboratoři bez nadměrné síťové zátěže.
• Kombinace produktového hodnocení a provozního monitoringu poskytuje komplexní obraz — nejen které zařízení je efektivnější na papíře, ale jak se chová v konkrétním provozu a jaké jsou reálné náklady a příležitosti pro úspory.

Přínosy a praktické využití metody

Praktické přínosy a možné aplikace:

• Umožnění datově podloženého rozhodování pro nákup a nasazení přístrojů s ohledem na životní cyklus a provozní náklady.
• Snížení provozních nákladů díky identifikaci neefektivních provozních stavů a optimalizaci využití přístrojů.
• Zvýšení kvality a robustness analýz pomocí sledování prostředí (teplota, vlhkost) a včasných upozornění na potenciální rizika.
• Podpora logistiky údržby a plánování kapacit (preventivní údržba a lepší využití pracovních sil).
• Podpora firemních cílů v oblasti udržitelnosti prostřednictvím měřitelných metrik spotřeby energie a emisí za celé období životního cyklu zařízení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry dalšího rozvoje a využití implementovaných přístupů:

• Integrace monitorovacích dat se systémem facility energy management pro optimalizaci spotřeby v kontextu celého pracoviště a dynamické řízení zatížení.
• Využití pokročilých analytických přístupů a strojového učení pro prediktivní údržbu, identifikaci anomálií a další redukci spotřeby.
• Standardizace reportingových metrik pro udržitelnost laboratorních zařízení a jejich začlenění do nákupních kritérií a certifikací.
• Rozšíření sledování o další environmentální ukazatele (např. spotřeba chemikálií, odpadové toky) pro holistické hodnocení laboratoře.
• Růst významu třetích stran (jako My Green Lab) při ověřování environmentálních nároků a podpora zelených veřejných zakázek a korporátních strategií.

Závěr

Spojení produktového hodnocení na úrovni životního cyklu (ACT Ecolabel) a kontinuálního provozního monitoringu (CrossLab Connect) poskytuje laboratořím silný nástroj pro snižování environmentální stopy i provozních nákladů. Reálná data o spotřebě a prostředí umožňují cílené zásahy, lepší plánování údržby a informovaná rozhodnutí o investicích do přístrojů. Takový přístup podporuje jak okamžité úspory, tak dlouhodobé cíle udržitelnosti.

Reference

1. Wright J., D’Antonio S., Zumwalt B., Serillo N. Comparing the Energy Consumption of Different LC Single Quadrupole Mass Spectrometry Systems. Poster reprint, ASMS 2026, MP 158. Agilent Technologies; 2026.
2. Agilent Frost & Sullivan Survey. 2023 Agilent Frost & Sullivan Survey. Agilent Technologies; 2023.