Benefits of using sample enrichment techniques (Headspace SPME, Twister SBSE, and Dynamic headspace) to determine trace level analytes present in a herbal based liquor

Význam tématu

Analýza stopových organických sloučenin v bylinných lihových extraktech je zásadní pro kontrolu jejich kvality a bezpečnosti.
Konvenční static headspace často nepostačuje pro detekci nízkých koncentrací analyzovaných látek, proto je nutné využít metody obohacení vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Účelem studie bylo porovnat čtyři techniky obohacení vzorku – static headspace, headspace SPME, twister SBSE a dynamický headspace – při stanovení stopových látek v bylinném likéru.
Testová matice obsahuje látky jako linalool, anethole, eugenol a další, jejichž detekce na stopových úrovních je výzvou.
Bylo posuzováno vedení chromatografického profilu, přesnost vyhodnocení a rozsah detekovaných složek.

Použitá metodika

Pro každou techniku bylo zpracováno 5–6 replikátů za stejných chromatografických podmínek (30 m HP-Innowax, program teploty motoru 40 až 235 °C, scan 35–350 amu).

• Static headspace: 2 ml vzorku, 60 °C inkubace, objem injekce 2500 µl.
• Headspace SPME: 100 µl vzorku, 60 °C inkubace, Carboxen/PDMS vlákno, 10 min extrakce.
• Twister SBSE: 100 µl vzorku ve 4,9 ml vody, PDMS twister, míchání 2 hodiny.
• Dynamický headspace: 100 µl vzorku, purgace nosným plynem, pastování na Tenax TA při 40 °C, sušení a desorpce.

Použitá instrumentace

• Gerstel Multipurpose Sampler MPS 2 XL
• Gerstel Dynamic Headspace
• Gerstel Static Headspace
• Gerstel Thermal Desorption Unit
• Gerstel Cooled Injection System CIS 4
• Gerstel SPME Option
• Agilent GC 7890A s MSD 5975 C inert XL
• Twister míchací deska

Hlavní výsledky a diskuse

Static headspace vykázalo vysokou variabilitu (% RSD > 18) a nebylo vhodné pro stopové analýzy.
Headspace SPME prokázalo dobrou opakovatelnost pro furfural, linalool a anethole (% RSD 5–8), u eugenolu byla vyšší odchylka (~23 %).
Twister SBSE umožnilo přesnost pod 8 % RSD pro hlavní složky, limit detekce byl nižší než u SPME, ale složky silně hydrofobní povahy (např. limonene) nebyly detekovány.
Dynamický headspace nabídl nejširší spektrum detekovaných složek a dobrou přesnost (RSD 3–10 %) bez použití interního standardu.

Přínosy a praktické využití metody

Obohacovací techniky SPME, SBSE a DHS výrazně zlepšují detekční limity i opakovatelnost oproti statickému headspace.
Dynamický headspace je vhodný pro komplexní profilaci složitých matric a získání strukturovaných informací.
SBSE poskytuje vysokou preciznost pro vhodné analyty a lze ji jednoduše integrovat do standardních GC postupů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k optimalizaci odstraňování vody, novým sorpčním fázím a plné automatizaci s cílem zachovat citlivost.
Integrace interních standardů a programovatelné sušení sorpčních pastí může dále zvýšit přesnost stanovení.
Kombinace obohacovacích technik s tandemovými MS systémy otevře cestu k robustnímu stanovení stopových organických látek v náročných matricích.

Závěr

Porovnání ukázalo, že obohacovací techniky významně překonávají static headspace jak v preciznosti, tak v citlivosti.
Dynamický headspace poskytuje nejširší spektrum stanovení, SPME a SBSE jsou vhodné pro cílené analýzy specifických sloučenin.

Reference

Carrier D., Anatune Ltd. Chromatography Technical Note No AS107, Hardwick, Cambridge, 2011.