Automatizované ředění vzorků pomocí autosampleru Centurion

Analýza vzorků půdy v environmentálních laboratořích může být často komplikována úrovní kontaminace – některé vzorky jsou tzv. „horké“, tedy silně znečištěné. Takové vzorky je nutné před analýzou ředit, aby bylo možné spolehlivě ověřit úroveň kontaminace. Proces manuálního ředění je však časově náročný a může vést k chybám způsobených nesprávnými výpočty. Dalším problémem je ztráta těkavých organických látek (VOC) při otevření vialky během ředění.

Tento článek představuje výhody automatizovaného ředění. Díky unikátní funkci stříkačky v systému Centurion, která umožňuje ředění vzorků v rozsahu od 2× do 400× původní koncentrace, byla provedena studie přesnosti a správnosti výsledků v tomto rozsahu. Výsledky automatizovaných ředění byly porovnány s ručně připraveným kalibračním standardem 50 ppb, aby se ověřila přesnost. Přesnost byla hodnocena na základě čtyř po sobě jdoucích ředění a výpočtu relativní směrodatné odchylky (RSD) ploch píků jednotlivých sloučenin. Pro ověření linearity byla také připravena kalibrační křivka pomocí automatizovaného ředění s použitím 200 ppb standardů v rozsahu 0,5 ppb (400×) až 200 ppb (1×).

Diskuse

Environmentální laboratoře často potřebují ředit vzorky z důvodu příliš vysokých koncentrací analytů, které přesahují horní limit kalibrační křivky. Manuální ředění vyžaduje otevření vialky a odebrání části vzorku pro ředění, což může ovlivnit integritu vzorku, jelikož dochází ke ztrátě těkavých složek při porušení těsnění vialky.

Společnost EST Analytical vyvinula pro autosampler Centurion speciální funkci stříkačky, která umožňuje ředit vzorky až 400×. Tato funkce je plně programovatelná a eliminuje potřebu otevření vialky, protože celý proces ředění probíhá automaticky. Vzorek zůstává hermeticky uzavřen v držáku, zatímco systém Centurion provádí všechny kroky ředění sám.

Experimentální část

Autosampler Centurion WS byl nakonfigurován s koncentrátorem Encon Evolution, vybaveným pastí Vocarb 3000 (K). Systém byl následně připojen k GC/MS pro analýzu těkavých látek. Použitá kolona: Rxi-624Sil MS 30 m × 0,25 mm × 1,4 µm.

Koncentrace standardů a zřeďovací faktory

• 100ppb: 2x
• 250ppb: 5x
• 500ppb: 10x
• 2.5ppm: 50x
• 5ppm: 100x
• 10ppm: 200x
• 20ppm: 400x

Parametry Purge & Trap

• Koncentrátor: EST Encon Evolution
• Typ pasti: Vocarb 3000
• Teplota pece: 150 °C
• Teplota transfer line: 150 °C
• Teplota pasti: 35 °C
• Teplota pasti pro redukci vlhkosti (MoRT): 39 °C
• Doba proplachování: 11 min
• Průtok proplachování: 40 mL/min
• Teplota desorpce: 260 °C
• Čas desorpce: 0,5 min
• Teplota vypalování: 265 °C
• Doba vypalování: 8 min

Parametry GC/MS

• Přístroj: Agilent 7890/5975
• Injektor: split mód, 200 °C, poměr 40:1, tlak 12,153 psi
• Kolona: Rxi-624Sil MS 30m x 0.25mm I.D. 1.4µm film thickness
• Program pece: 45 °C (1 min) → 18 °C/min → 220 °C, držet 0,3 min
• Nosný plyn: helium, průtok 1 mL/min
• Teplota zdroje: 230 °C
• Teplota kvadrupólu: 150 °C
• Teplota transfer line: 180 °C
• Rozsah m/z: 35–265

Postup analýzy

• Devítibodová kalibrační křivka byla připravena manuálně v rozsahu 0,5–200 ppb (standardy Restek).
• Po ověření linearity byl změřen kalibrační standard 50 ppb.
• Poté byla provedena série automatizovaných ředění a výsledky byly porovnány s tímto referenčním standardem.
• Každý faktor ředění byl měřen čtyřikrát, mezi jednotlivými analýzami byly zařazeny slepé vzorky.
• Cílová koncentrace každého ředění byla 50 ppb.

Výsledky přesnosti a správnosti jsou uvedeny v tabulkách 4 a 5, zatímco chromatogramy pro dvě ředění jsou znázorněny na obrázcích 1 a 2.

EST Analytical: Obrázek 1: Překrytí standardů 50 ppb (1X) a 2500 ppb (50x)

EST Analytical: Obrázek 2: Překrytí standardů 50 ppb (1X) a 10000 ppb (200x)

EST Analytical: Tabulka 4: Výsledky experimentu (2x, 5x, 10x a 50x ředění)

EST Analytical: Tabulka 5: Výsledky experimentu (100x, 200x a 400x ředění)

Kalibrační křivka pomocí automatizovaného ředění

Byla provedena devítibodová kalibrační křivka, kterou systém připravil automaticky pomocí ředění. Devět vialek o objemu 40 ml bylo naplněno standardem 200 ppb a systém provedl sérii ředění (např. 200 ppb → 0,5 ppb = 400×, 1 ppb = 200× atd.).

Výsledky linearity a odezvy jednotlivých sloučenin jsou uvedeny v tabulkách 6 a 7.

EST Analytical: Tabulka 6: Ředění pomocí injekční stříkačky

EST Analytical: Tabulka 7: Výsledky automatického ředění

Závěry

Autosampler Centurion WS s funkcí automatizovaného ředění prokázal vynikající přesnost a správnost v rozsahu od 2× do 400× ředění.

• Průměrná přesnost: < 5 % RSD
• Celková správnost: 90–110 %
• Linearita 9bodové křivky (0,5–200 ppb): < 10 % RSD

Funkce automatizovaného ředění v systému Centurion WS výrazně zvyšuje efektivitu práce laboratoře a zároveň eliminuje chyby i ztráty analytů spojené s manuální manipulací se vzorkem. Tím přispívá ke zvýšení přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků environmentálních analýz.