Introduction of a New, High-quality, Cost-effcient Headspace GC Autosampler, the HS-10

Význam tématu

Headspaceová plynová chromatografie (HS-GC) je nepostradatelnou metodou v průmyslové i výzkumné analytické laboratoři. Umožňuje spolehlivou kvantifikaci těkavých látek v komplexních matricích, jako jsou zbytky rozpouštědel ve farmaceutických přípravcích, krevní alkohol či stopové organické sloučeniny v odpadních vodách a potravinách. Optimalizace automatizace vzorkování zvyšuje efektivitu provozu a podporuje kvalitu dat při vysoké vzorkovací frekvenci.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předloženého white paperu je představit nový, cenově dostupný a přitom výkonný autosampler HS-10 pro headspace GC. Autoři dokumentují konstrukční řešení, klíčové funkce a ukázkové aplikace s důrazem na poměr kvalita / cena a schopnost konkurovat dražším segmentům přístrojů.

Použitá metodika

Metoda je založena na statické headspace extrakci s následujícími klíčovými postupy:

• Heat-ahead režim: předhřívání až šesti vialů paralelně v různých časech zkracuje dobu analýzy a maximalizuje využití kapacity přístroje.
• Míchání: vibrační pohyb vialů zkracuje dosažení izotermní rovnováhy a zabraňuje degradaci tepelně citlivých analyz.
• Elektronická regulace průtoku a přesné temperování celé komory zajišťují reprodukovatelné rozdělení analyzátu mezi pevnou a plynnou fází.

Použitá instrumentace

Autosampler HS-10, Shimadzu Scientific Instruments
Společně použity GC-2010 Plus a GC-2014
LabSolutions software (v souladu s FDA 21 CFR Part 11)
Parametry přístroje:

• Kapacita vialů: 20 (ohřev simultánně až 6 vialů)
• Teplotní rozsah (pec, transfer line, sample line): 35–225 °C
• Objem sample loop: 0,5–2,0 mL (standard 1,0 mL)
• Vibrace vialů: třístupňové míchání
• Hmotnost: 35 kg; rozměry: 407×455×527 mm

Hlavní výsledky a diskuse

Heat-ahead režim umožnil zvýšit počet analýz ze dvou až na čtyři během jedné hodiny. Míchání zkrátilo inkubační čas a zachovalo integritu termolabilních složek. Reprodukovatelnost plošného signálu byla ověřena na 0,4 % obj. ethanolu v vodě s %RSD 2,0 (n=10). Ukázkové aplikace zahrnují:

• USP 467 Residual Solvent Class I a II: dosažena dostatečná separace a splnění požadavku S/N ≥ 5 pro 1,1,1-trichloroethan a ostatní látky.
• Stanovení krevního alkoholu (BAC): opakovatelnost RSD 2,1 % při 40 mg/100 mL EtOH.
• VOC v odpadních vodách (ECD): měření 18 sloučenin 10 ppb s RSD do 3,4 %.
• Volatile v pivu (FID): kvantifikace řady esterů a alkoholů s vysokou linearitou a citlivostí.

Přínosy a praktické využití metody

HS-10 přináší nízké pořizovací náklady při zachování funkcí prémiových autosamplerů. Klíčové výhody:

• Vysoká propustnost vzorků díky paralelnímu ohřevu
• Rychlé dosažení rovnováhy mícháním
• Jednoduché připojení ke stávajícím GC systémům
• Snadná údržba vyměnitelných dílů (ventily, smyčky, jehla)
• Kompatibilita s validovaným softwarem pro farmaceutické i environmentální laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace HS-samplerů s hmotnostní spektrometrií pro zvýšení selektivity. Roste poptávka po plně automatizovaných linkách s online kontrolou kvality, napojení na LIMS a pokročilé datové analýze pomocí AI nástrojů. Miniaturizace a úspora spotřeby plynů odpovídají principům zelené analytiky.

Závěr

Shimadzu HS-10 kombinuje klíčové funkce high-end headspace autosamplerů s atraktivní cenou. Potvrzuje schopnost spolehlivě analyzovat široké spektrum matrik – od farmaceutických zbytků, krevního alkoholu až po stopové VOC v prostředí a potravinách.

Reference

Clifford M. Taylor, Marty Smith, Zhuangzhi “Max” Wang: Introduction of a New, High-quality, Cost-efficient Headspace GC Autosampler, the HS-10. Shimadzu White Paper, březen 2016.