Staalvoorbereiding zonder compromissen KVCV - Trends in Organische Analyse Tom Vercammen
Het IS X expert center : IS-X offers high-end solutions for the analytical laboratory. Our services are primarily aimed at (re)organization and rationalization of laboratory processes, in order to increase operational efficiency and throughput and reduce overall costs.
Staalvoorbereiding???? Staalvoorbereiding is zo oud als de chromatografie zelf, Solvent extractie technieken Kolom Chromatografie Evaporatieve preconcentratie Derivatisatie
Staalvoorbereiding in de 21ste eeuw? Enkele trends. Constant streven van (farmaceutische) laboratoria naar; Vermindering (operationele) kosten Snellere turnaround time Doorgedreven optimalisatie lab processen (Lean/6-sigma) Gelijktijdige trend, analytische kennis jaar op jaar verwaterd.
Staalvoorbereiding in de 21ste eeuw? Technologische performantie als excuus. Nieuw adagium: de beste sample prep is geen sample prep Introductie van krachtige black box massa spectrometers, Single quadrupole MS en iontrap Triple quad MS QTOF, orbitrap Etc Selectiviteit, accuraatheid & prijs staan in verhouding.
Relative Abundance Relative Abundance Een voorbeeld uit de praktijk: Analyse van p,p-ddt in slib, GC/MS in full scan mode GC/MS in SIM mode GC/MS in MS/MS mode RT: 7.63-21.62 1 8 6 4 2 1 8 6 9.26 SM: 7G 1.32 12.69 13.4 11.59 12.32 13.53 13.8 14.16 14.42 14.66 15.14 15.39 16.1 9.44 18.63 19.22 2.54 1.32 11.44 NL: 9.4E6 TIC F: MS 6627_ 2 NL: 1.29E6 m/z= 234.5-235.5 F: MS 66273 4 2 9.45 13. 13.45 14.34 15.32 15.95 16.97 1.17 18.13 19.46 8 1 12 14 16 18 2 Time (min) RT: 7.63-21.62 1 95 9 85 8 75 7 65 SM: 7G NL: 5.37E5 m/z= 164.5-165.5 F: + c SRM ms2 235.@3.5 [ 78.-24.] MS 73-13 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 8 1 12 14 16 18 2 Time (min)
Staalvoorbereiding in de 21ste eeuw? Blijft essentieel! Lagere staalvoorbereidings vereisten op het einde v/d keten, zorgen voor o.a. verlies in robuustheid vooraan: GC/MS methodes, inlet contaminatie LC/MS methodes, ionisatie onderdrukking Problemen op GC & LC-kolommen zelf Adequate staalvoorbereiding blijft een noodzaak.
Staalvoorbereiding blijft dus noodzakelijk! Wat blijft? Matrix Interferenties verwijderen Concentreren target componenten Transfer naar chemisch/technisch compatiebel milieu Wat is er nieuw? Miniaturisatie Automatisatie
Waarom automatiseren? Analysis, 6% Tijdsverdeling Sample processing, 61% Collection, 6% Foutenbronnen Calibration, 9% Data management, 27% Integration, 6% Chromatography, 7% Instrument, 8% Sample processing, 3% Hoe pakken we dit aan? Sample introduction, 6% Contamination, 4% Columns, 11% Operator, 19%
Zoektocht naar een geschikte staalvoorbereidingstechniek voor elke analytische uitdaging. Geautomatiseerde staalvoorbereiding speelt een cruciale rol binnen elke analytische procedure. Multipurpose Combi XT is het ideale platform.
Waarom multipurpose Combi XT? Het modulair karakter van de apparatuur en de flexibele softwareondersteuning laat toe om een groot aantal analyses adequaat uit te voeren. Efficiëntie & kwaliteit van een meetmethode worden grotendeels bepaald door de gekozen staalvoorbereidingstechniek. Specifieke toepassingen zoals TD en pyrolyse gebeuren preferentieel via gespecialiseerde apparatuur.
Een overzicht: De voorgeschoven staalvoorbereidingstechnieken zijn: Headspace VOC Purge-and-trap Low level VOC Liquid-Liquid-Extractie (LLE) Semi-VOC Solid-Phase-Extractie (SPE) Semi-VOC Solid-Phase-Micro-Extractie (SPME) en Semi-VOC Stir-Bar-Sorptive-Extraction (SBSE)
Statische headspace op de Combi XT : Verwarmde gasdichte spuit Zeer robuust Zeer snel, non-equilibrium aanrijking Routinetechniek Narrow bore kolommen Multiple headspace injection (MHE), materiaalemissies
Purge-and-trap op de Combi XT: ITEX? In Tube EXtractie Verwarmde gasdichte spuit met pakking, Zeer robuust, zelfs voor afvalwater, geen carry-over Snel, non-equilibrium aanrijking Flexibel, gebruik van mixed bed Narrow bore kolommen
Hardware Zeer eenvoudige configuratie bestaande uit, Verwarmde gastight syringe Naald gepacked met microtrap Flash heating block Schudder/incubator
Principe In Tube Extractie Extractie d.m.v. herhaalde plunjer beweging, Micro-Trap
Ervaringen uit de praktijk : Vluchtige organische componenten in afvalwaters Huidige stand van zaken, Purge-and-trap analyse Static headspace met interne trap Grote systemen die adequaat zijn voor propere stalen. Maar bij gebruik voor afvalwaters, is cross contaminatie schering en inslag. Routine onderhoud is omslachtig a.g.v. groot intern volume, valven, fittingen en dichtingen. ITEX is robuuster, compacter & geeft geen carry-over.
Relative Abundance Een voorbeeld chromatogram Excellente piek vorm voor alle componenten, C:\ISB\...\Data\29-6\9-6\969jv2 9/7/29 15:3:24 RT:.96-2.8 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 1.15 1.15 1.15 1.43 1.31 1.59 1.65 1.31 1.34 1.43 1.58 1.43 1.59 C:\ISB\...\Data\29-6\9-6\969jv5 9/7/29 14:44: RT: 1. - 13.1 1. 1.2 1.4 1.6 1.8 2. 2.2 2.4 2.6 2.8 Time (min) 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 2.52 NL: 4.1E5 m/z= 61.5-62.5 F: + p SIM ms [61.5-62.5; 63.5-64.5] MS 969jv2 NL: 1.64E6 m/z= 61.5-62.5 F: + p SIM ms [61.5-62.5; 63.5-64.5] MS 969jv6 NL: 2.97E7 m/z= 61.5-62.5 F: + p SIM ms [61.5-62.5; 63.5-64.5] MS 969jv5 5.56 6.33 7.8 8.12 8.31 7.31 1.98 4.48 4.84 5.64 6.99 3.41 4.19 1.13 5.85 4.2 6.7 8.49 9.5 1.11 9.21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 Time (min) 7.76 9.54 9.58 1.57 1.79 1.89 11.18 11.83 12.22 12.59 NL: 8.39E8 TIC F: + p Full ms [5.- 3.] MS 969jv5
Carry-over? VOC s in afvalwater De kleine hoeveelheid materiaal vergemakkelijkt een efficiënte trap regeneratie, Abundance 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Time--> Abundance TIC: 3119jv21.D\DATASIM.MS 1. 1.5 2. 2.5 3. 3.5 4. 4.5 5. 5.5 6. 6.5 Abundance 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Time--> Abundance Ion 128. (127.7 to 128.7): 3119jv25.D\DATASIM.MS 5.7 5.8 5.9 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 1 TIC: 3119jv22.D\DATASIM.MS(*) 1 Ion 128. (127.7 to 128.7): 3119jv26.D\DATASIM.MS (*) 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 2 3 2 Naphthalene Time--> 1 1. 1.5 2. 2.5 3. 3.5 4. 4.5 5. 5.5 6. 6.5 Time--> 1 5.7 5.8 5.9 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 Alle zware componenten zijn verwijderd na 2. min @ 3 C (w/flush).
Een overzicht: De voorgeschoven staalvoorbereidingstechnieken zijn: Headspace VOC Purge-and-trap Low level VOC Liquid-Liquid-Extractie (LLE) Semi-VOC Solid-Phase-Micro-Extractie (SPME) en Semi-VOC Stir-Bar-Sorptive-Extraction (SBSE) Solid-Phase-Extractie (SPE) Semi-VOC
Liquid/liquid extraction (LLE) op de Combi XT: Zeer robuust Chemisch zeer efficiënt solventkeuze, ph Volledige profilering, bvb minerale olie Arbeidsintensief Miniaturiseerbaar, groot-volume injectie Narrow bore kolommen
Solid phase extraction (SPE) op de Combi XT: ITSP? Instrument Top Sample Prep Microbed in cartridge, Zeer robuust Zeer snel Gevoelig Zeer brede selectiviteit, alle fasen, incl. filtrage & custom Volledige profilering, bvb minerale olie Narrow bore kolommen
Solid phase micro extractie (SPME) op de Combi XT: MEPS? Micro Extraction by Packed Sorbent Microbed in spuit, Robuust, opletten voor carry-over Zeer snel Zeer gevoelig, volledige extractintroductie via LVI Brede selectiviteit, C18, C8, SAX, SCX, silica Volledige profilering bvb minerale olie Narrow bore kolommen
Hardware voor MEPS Miniatuur SPE in de tip van een naald, Frit Frit Needle Packing Barrel Sealing ring
Oorsprong? Recente techniek ontwikkeld door, M. Abdel-Rehim (AstraZeneca) Drug discovery Snelle screening van drug candidates On-line met LC/MS/MS Ook meerdere GC toepassingen SPME naalden beschikbaar via SGE Volledig compatiebel met de Multipurpose Combi XT Werkingsprincipe ~ klassieke SPE
Voordelen? Waarom MEPS i.p.v. andere SPE technieken? Snel On-line Zeer eenvoudige methode ontwikkeling Relatief goedkoop Belangrijkste +punt: geen pre-injectie verdunning.
Ervaringen uit de praktijk : MEPS toepassingen op LC & GC! Screening van PAKs in afvalwater High throughput minerale olie analyse in grondwater Analyse van Vitamine D3 in serum Vrije vetzuren in kaasextracten TTCA (2-Thiothiazolidine-4-carboxylic acid) in urine
Relative Abundance PAKs in afvalwater Methode speciaal ontwikkeld op MEPS door: Afvalverwerkend bedrijf Toegangscontrole Sterk gecontamineerde stalen LOD, In praktijk, GnG limiet, 5 pg/ml 5 pg/ml 1 ng/ml c:\isb\...\data\281118\18118isb6 18/11/28 14:56:43 RT: 7.48-21.99 26 25 24 23 22 21 2 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1.82 11.1 11.91 13.41 13.49 15.28 15.62 17.59 19.18 19.57 8.33 2.95 9.45 12.26 15.73 13.62 18.39 8 1 12 14 16 18 2 Time (min) 21. NL: 2.66E6 m/z= 127.5-128.5 153.5-154.5 177.5-178.5 227.5-228.5 275.5-276.5 18118isb
Counts Counts Counts Counts Minerale olie in grondwater Gebruik van MEPS door: Milieuconsulent Grondwater remediatie On-site procedure c:\isb\meps-mo\data\2629\2629isb2 MEPS C8 RT:. - 1. 15 1 5 15 1 5 2.78 2/26/29 9:15:22 AM 3.34 5.44 6.41 7.1 7.65 4.44 4.72 4.46 3.8 3.92 3.32 4.92 5.33 8.21 8.71 9.19 9.51 NL: 1.39E8 Channel 2 Analog 2 2629isb2 NL: 1.39E8 Channel 2 5.64 6.99 Analog 2 5.78 7.86 8.6 2729isb5 8.32 9.44 9.97 15 1 5 3.86 4.46 3.92 4.91 NL: 1.39E8 Channel 2 Analog 2 5.64 2729isb3 7.86 8.7 5.33 5.78 5.99 8.33 8.62 9.89 LOD, In praktijk, GnG limiet, 1 ng/ml 25 ng/ml 5 ng/ml 15 1 5 3.86 3.92 3.21 4.46 5.14 5.33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Time (min) 5.64 NL: 6.99 1.39E8 Channel 2 Analog 2 5.78 7.39 8.6 2729isb4 8.32 8.61 9.98
SMAKELIJK!!!