Design of Experiment (DoE) and GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS): a match made in heaven
Aplikace, Technické články | 2017 | AnatuneInstrumentace
V oblasti analytické chemie představuje statisticky řízený přístup k návrhu experimentů (Design of Experiment, DoE) klíčový nástroj pro rychlou a účinnou optimalizaci složitých analytických metod. Kombinace DoE s plně automatizovanou přípravou vzorku umožňuje minimalizovat chyby operátora, zkrátit dobu vývoje a snížit spotřebu materiálu při současném získání širší a přesnější informace o faktorech ovlivňujících výstupní signál.
Cílem prezentované práce bylo demonstrovat využití DoE k optimalizaci derivatizace mastných kyselin na picolinylové estery, která poskytuje bohaté strukturální informace při analýze pomocí GC-MS. Použití GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) v kombinaci se softwarem Maestro a online řízenou přípravou vzorků mělo zajistit plně automatizovaný postup s vysokou reprodukovatelností a efektivitou.
Průběh optimalizace sestával ze tří fází:
Statistické vyhodnocení naznačilo, že teplota inkubace vykazovala výrazný kvadratický efekt na intenzitu signálu picolinylového derivátu. Další faktory měly menší, avšak statisticky významný vliv. Automatizované provedení 19 běhů DoE trvalo přibližně 20 hodin bez zásahu operátora, přičemž přesnost opakování (intra-denní variabilita) se pohybovala mezi 2 a 20 % RSD a mezi-denní reprodukovatelnost mezi 6 a 24 % RSD.
Použití DoE společně s plně automatizovanou přípravou vzorků lze rozšířit na další derivatizační reakce, adaptovat pro LC-MS analýzu termolabilních či vysoce polárních látek a integrovat s pokročilými algoritmy strojového učení pro prediktivní návrh experimentů. Dále se otevírá prostor pro online kontinuální monitoring jednotlivých kroků přípravy a adaptivní řízení na základě předběžných výsledků.
Optimalizace derivatizace mastných kyselin na picolinylové estery pomocí DoE a automatizované přípravy vzorků prokázala vysokou robustnost, výrazné snížení nároků na zdroje a schopnost detailního pochopení vlivů jednotlivých parametrů. Představená metodika představuje efektivní řešení pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti strukturálního rozboru lipidů.
GC/MSD, Příprava vzorků, GC/SQ
ZaměřeníVýrobceAgilent Technologies, GERSTEL, Anatune
Souhrn
Význam tématu
V oblasti analytické chemie představuje statisticky řízený přístup k návrhu experimentů (Design of Experiment, DoE) klíčový nástroj pro rychlou a účinnou optimalizaci složitých analytických metod. Kombinace DoE s plně automatizovanou přípravou vzorku umožňuje minimalizovat chyby operátora, zkrátit dobu vývoje a snížit spotřebu materiálu při současném získání širší a přesnější informace o faktorech ovlivňujících výstupní signál.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentované práce bylo demonstrovat využití DoE k optimalizaci derivatizace mastných kyselin na picolinylové estery, která poskytuje bohaté strukturální informace při analýze pomocí GC-MS. Použití GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) v kombinaci se softwarem Maestro a online řízenou přípravou vzorků mělo zajistit plně automatizovaný postup s vysokou reprodukovatelností a efektivitou.
Použitá instrumentace
- Autosampler GERSTEL MPS xt Dual Rail s 10 µL a 250 µL stříkačkami
- Moduly: agitátor, vícepolohový vortexer (mVorx), vícepolohová odpařovací stanice (mVAP), robotická centrifuga Anatune CF-200
- GC-MS: Agilent 7890 GC s MSD 5975C, inertní iontové zdroje, režim EI, rozsah 50–650 m/z
Použitá metodika
Průběh optimalizace sestával ze tří fází:
- Plánování a pilotní scoping: identifikace čtyř faktorů (objem derivatizačního činidla, rychlost míchání, teplota a doba inkubace) a jejich úrovní; provedení nízkých, středních a vysokých zkušebních běhů pro odhad variability.
- Skenovací etapa: dvouúrovňový plný faktoriální design (2^4) s 19 pokusy včetně tří středových bodů pro identifikaci významných vlivů a interakcí.
- Optimizační a robustnostní etapa: centrální složený design (CCD) se středovými a axiálními body pro kvadratické modelování a stanovení optimální oblasti.
Hlavní výsledky a diskuse
Statistické vyhodnocení naznačilo, že teplota inkubace vykazovala výrazný kvadratický efekt na intenzitu signálu picolinylového derivátu. Další faktory měly menší, avšak statisticky významný vliv. Automatizované provedení 19 běhů DoE trvalo přibližně 20 hodin bez zásahu operátora, přičemž přesnost opakování (intra-denní variabilita) se pohybovala mezi 2 a 20 % RSD a mezi-denní reprodukovatelnost mezi 6 a 24 % RSD.
Přínosy a praktické využití metody
- Snížení počtu experimentů a spotřeby materiálu při získání reprezentativního modelu vlivů.
- Vylepšená přesnost a reprodukovatelnost díky minimalizaci lidské chyby.
- Možnost systematického odhalování interakcí mezi parametry, které by při klasickém OVAT přístupu zůstaly nepovšimnuty.
- Rychlá implementace optimalizovaného postupu pro rutinní analýzu mastných kyselin s detailní strukturální charakterizací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Použití DoE společně s plně automatizovanou přípravou vzorků lze rozšířit na další derivatizační reakce, adaptovat pro LC-MS analýzu termolabilních či vysoce polárních látek a integrovat s pokročilými algoritmy strojového učení pro prediktivní návrh experimentů. Dále se otevírá prostor pro online kontinuální monitoring jednotlivých kroků přípravy a adaptivní řízení na základě předběžných výsledků.
Závěr
Optimalizace derivatizace mastných kyselin na picolinylové estery pomocí DoE a automatizované přípravy vzorků prokázala vysokou robustnost, výrazné snížení nároků na zdroje a schopnost detailního pochopení vlivů jednotlivých parametrů. Představená metodika představuje efektivní řešení pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti strukturálního rozboru lipidů.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Optimisation of a Large Volume Injection (LVI) Method for Organic Contaminants in Water Using Design of Experiments (DoE)
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Anatune Ltd | Wellbrook Court | Girton Road, | Cambridge | CB3 0NA, UK | Tel: +44 (0)1223279210 | Fax: +44 (0)1223279253 | [email protected] | anatune.co.uk Copyright © 2018 Anatune Ltd. All Rights Reserved. Anatune is a trademark of Anatune…
Klíčová slova
lvi, lvioptimisation, optimisationvent, ventpeak, peaksymmetry, symmetryfactors, factorsdoe, doeinj, injinjection, injectiondsd, dsddesign, designareas, areasoptimise, optimisealex, alexvery
A fully automated offline solution for the analysis of amino acids by GC-MS
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Chromatography Technical Note No AS175 A fully automated offline solution for the analysis of amino acids by GC-MS Camilla Liscio, Nathan Hawkins, Anatune Ltd., Girton, Cambridgeshire, UK. Introduction determination in limited volume samples (e.g., dried blood spots or rodent plasma).…
Klíčová slova
amino, aminosmartspe, smartspeacid, acidacids, acidsfully, fullyalanine, alaninetriptophan, triptophangerstel, gerstelhistidine, histidineglutamine, glutamineaminobutyric, aminobutyricmetabolic, metabolicautomated, automatedsarcosine, sarcosinehydroxyproline
The Power of Low Energy EI Ionisation in GC/Q-TOF MS
2018|Agilent Technologies|Technické články
Anatune Ltd Unit 4, Wellbrook Court, Girton Road, Cambridge, CB3 0NA, UK Tel: +44 (0) 1223279210 Fax: +44 (0) 1223279253 Email: [email protected] Internet: www.anatune.co.uk Copyright © 2018 Anatune Ltd. All Rights Reserved. Anatune is a trademark of Anatune Ltd. The…
Klíčová slova
energy, energylow, lowoptimisation, optimisationionisation, ionisationmolecular, moleculardesign, designtilted, tiltedtowards, towardstilt, tiltion, ionfragmentation, fragmentationexperiment, experimentunknown, unknowntargeted, targetedcleaner
INITIAL WORK FOR AUTOMATION OF A BSTFA DERIVATISATION FOR PHENOLIC COMPOUNDS IN WATER
2019|Agilent Technologies|Aplikace
AS168 Wellbrook Court | Girton Road | Cambridge | CB3 0NA | | tel: +44 (0) 1223 279210 | fax: +44 (0) 1223 279253 | email: [email protected] | anatune.co.uk INITIAL WORK FOR AUTOMATION OF A BSTFA DERIVATISATION FOR PHENOLIC COMPOUNDS…
Klíčová slova
phenolic, phenolicbstfa, bstfafirstly, firstlyderivatisation, derivatisationcompounds, compoundsgerstel, gerstelchlorinated, chlorinatedoptimised, optimisedphenols, phenolspalate, palateaffect, affectcoolr, coolrremaining, remainingacidified, acidifiedsufficient