The Benefits of Automating Sample Preparation

Význam tématu

Analytická chemie vyžaduje důkladnou přípravu vzorku k odstranění rušivých složek matrice a izolaci sledovaných analytů. Bez efektivní přípravy nelze využít plného potenciálu technik jako LC–MS/MS či GC–MS. Rychlý nárůst počtu vzorků, stálý tlak na zkrácení doby analýzy a snižování nákladů dělá z automatizace přípravy vzorků klíčový prvek moderních laboratoří.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je přehledně ukázat přínosy automatizované přípravy vzorků, porovnat existující manuální a automatizované postupy, identifikovat hlavní výzvy a definovat kritéria pro výběr vhodného automatizačního řešení, které zároveň vyhoví požadavkům GLP.

Použitá metodika a instrumentace

• Manuální techniky: klasické extrakční postupy pro pevné a kapalné vzorky (Soxhlet, ASE, PLE), ultrazvukem asistovaná extrakce, destilace rozpouštědel.
• Čištění a koncentrační metody: SPE, SLE, LLE, precipitace proteinů, odpařování.
• Automatizační platformy: robotické pipetovací systémy, integrované moduly pro online SPE s chromatografickými systémy, systémy pro filtraci a centrifugaci.
• Analytické detekční techniky: LC–MS/MS, GC–MS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Manuální příprava vzorků zabírá až 60–70 % času celého analytického procesu a je zdrojem přibližně 30 % chyb vznikajících při zpracování vzorků a 19 % chyb způsobených operátory.
• Automatizace přípravy vzorků umožňuje zkrátit čas potřebný pro SPE až o 33 % při zachování nebo zvýšení výtěžku analytů (> 90 %) a výrazně zlepšit opakovatelnost (nižší koeficient variační odchylky).
• Díky automatizaci se snižuje počet opakovaných analýz, prodlužuje provozní doba přístrojů a zvyšuje přesnost a přesnost měření.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší produktivita: paralelní zpracování vzorků a eliminace rutinních manuálních kroků.
• Snížení nákladů: efektivnější využití personálu, nižší spotřeba spotřebního materiálu a chemikálií.
• Zlepšení kvality dat: omezení variability mezi vzorky a operátory, zajištění konzistentní obnovitelnosti výsledků.
• Podpora regulací: funkce sledovatelnosti, správa uživatelských práv a auditní záznamy usnadňují dodržování GLP.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj modulárních platforem umožňujících flexibilní přepínání mezi různými extrakčními technikami a formáty (mikrodestičky, kolony i velkoobjemové vzorky).
• Kompletní on-line integrace s chromatografickými a hmotnostními spektrometry pro minimalizaci zásahů obsluhy.
• Pokročilé softwarové nástroje pro plánování, kontrolu a splnění GLP požadavků v reálném čase.
• Nasazení strojového učení pro optimalizaci procesů, prediktivní údržbu a adaptivní řízení kvality.

Závěr

Automatizace přípravy vzorků je klíčovým krokem k vyšší efektivitě, spolehlivosti a ekonomice analytických laboratoří. Navzdory počáteční investici poskytuje rychlý návrat v podobě úspory času, snížení chyb a zlepšení kvality výstupních dat. Výběr správného automatizačního řešení vychází z analýzy typu vzorků, požadované propustnosti a souladu s regulačními standardy.

Reference

• Majors E. LCGC, 1991, 9(1), 16–20.
• Youssef M. et al. Poster P211, Society of Forensic Toxicology, San Antonio, 2019.