Unattended Quantitative Determination of VOCs in Food Packaging Samples Using a Robotic Sampler for Standard Addition and Analysis

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin (VOC) v materiálech potravinářských obalů je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality potravin. Díky moderní automatizaci lze minimalizovat ruční manipulace, zvýšit reprodukovatelnost výsledků a zkrátit čas analýzy při zachování nízkých mezí detekce.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit plně automatizovaný postup kvantifikace VOC v obalových materiálech prostřednictvím standardního dělení (standard addition) spojeného s headspace odběrem a GC–MS analýzou. Výzkum klade důraz na:

• automatizovanou přípravu vzorků robotickým autosamplerem,
• integraci ředění a přídavků standardu v jedné sekvenci,
• určení lineárních rozsahů, limitů kvantifikace (LOQ) a aplikaci na reálný vzorek obalu croissantu.

Použitá instrumentace

Pro realizaci analýzy byly využity následující přístroje:

• Thermo Scientific TriPlus RSH autosampler s možností výměny nástrojů a vortex mícháním,
• Thermo Scientific TRACE 1310 GC kapalinový chromatograf,
• Thermo Scientific ISQ single quadrupole mass spectrometer,
• TraceGOLD TG-624 kolona (60 m × 0,25 mm × 1,4 µm).

Metodika

Vzorkování probíhalo v následujících krocích:

• příprava společného zásobního roztoku VOC (dva standardy Sigma-Aldrich vodou ředěné 1:1000),
• automatické dávkování 1–7 µL zásobního roztoku do prázdných vialů a doplnění vodou na 1 mL,
• inkubace vialů při 80 °C po dobu 15 min,
• headspace injekce 1000 µL do GC,
• GC parametry: počáteční teplota 35 °C (4 min), nárůst 4 °C/min na 200 °C,
• MS režim: full scan pro identifikaci, SIM režim (m/z 31, 43, 45, 55, 56, 59, 91) pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity standardního dělení pro klíčové komponenty (1-propanol, isopropylacetát, 2-propanol) dosáhly koeficientu R² ≥ 0,999. Limity kvantifikace pro většinu sloučenin byly pod 0,01 mg/m², výjimkou byly ethanol, THF a 2-ethoxyethanol s vyššími LOQ. Analýza obalu croissantu ukázala přítomnost zejména 2-propanolu 1-methoxy a 1-propanolu v koncentracích pod 0,1 mg/m².

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný postup přináší:

• značné snížení chybovosti způsobené manuálním odběrem a ředěním,
• zvýšení reproducibility a průchodnosti laboratoře,
• možnost nepřetržitého provozu bez potřeby obsluhy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují rozšíření automatizačních platforem na další skupiny sloučenin, integraci pokročilých softwarových řešení pro vyhodnocení dat a aplikaci v regulovaných odvětvích (QA/QC potravinářství, farmacie). Potenciál je i v odstraňování matričních efektů a vylepšení limitů detekce pomocí citlivějších MS systémů.

Závěr

Použití robotického autosampleru pro standardní dělení spojené s headspace GC–MS umožňuje plně automatizovanou, přesnou a citlivou kvantifikaci VOC v potravinářských obalech. Metoda dosahuje vysoké linearity, nízkých LOQ a je vhodná pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

• S. Pelagatti, S. Gemme, A. Caruso, F. Pigozzo, M. Santoro, E. Phillips, Thermo Fisher Scientific: Unattended Quantitative Determination of VOCs in Food Packaging Samples Using a Robotic Sampler for Standard Addition and Analysis.