Using Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) for Taste and Odour Measurements in Drinking Water

Význam tématu

Správná detekce a kvantifikace sloučenin způsobujících chuť a zápach v pitné vodě je klíčová pro zajištění její bezpečnosti a přijatelné senzoryjní kvality. Tradiční prekoncentrační postupy bývají časově náročné, nákladné a mohou přinášet chyby při přípravě vzorků. Inovativní technika Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE), komerčně známá jako Twister, nabízí možnost snížit spotřebu rozpouštědel, zrychlit analytický proces a zvýšit citlivost při sledování v řádu ng/l.

Cíle a přehled studie

Prezentace si klade za cíl představit princip SBSE, ukázat její nasazení pro detekci charakteristických chuťových a zápachových látek ve vodě a demonstrovat logistické i ekonomické výhody oproti klasické extrakci. Zabývá se popisem workflow od odběru vzorku až po automatizovanou analýzu s využitím termické desorpce a GC-MS.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda SBSE probíhá v těchto krocích:

• Přidání Twisteru (PDMS pokrytý magnetický míchací tyčinkou) do vzorku vody, promíchání (1 h, 1 500 rpm).
• Opláchnutí a vysušení Twisteru vodou, následná termická desorpce v TDU (Thermal Desorption Unit).
• Chlazené vstřikování (CIS) nebo PTV inlet, separace na GC a detekce hmotnostním spektrometrem (Agilent 6890/5973).

Následující přístroje byly využity:

• Přístroj SBSE „Twister" (GERSTEL): různé délky a tloušťky PDMS fáze.
• GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) s automatem pro ukládání Twisterů.
• Thermal Desorption Unit (TDU) a Cooled Injection System (CIS).
• GC-MS Agilent 6890/5973 v režimu SIM pro dosažení ng/l.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukazují:

• Úspěšné zachycení klíčových sloučenin (např. geosmin, MIB, TCA, TBA) v koncentracích kolem 2 ng/l.
• Vysoká reprodukovatelnost (rel. odchylka 4–15 %).
• Možnost paralelní extrakce více vzorků a plná automatizace analýzy s MPS, což zkracuje dobu přípravy a snižuje chybovost.
• Důkaz životaschopnosti extakce přímo u zákazníka (ve vodovodním řadu) bez nutnosti transportu do laboratoře, s udržením stability vzorků až 7 dní při 4 °C.

Přínosy a praktické využití metody

SBSE/Twister přináší následující výhody:

• Minimalizaci spotřeby organických rozpouštědel a souvisejících nákladů.
• Nižší potřebu pracovní síly díky jednoduché přípravě vzorků a plné automatizaci.
• Vyšší citlivost a schopnost dosáhnout nízkých detekčních limitů (ng/l).
• Vícenásobné použití jednoho Twisteru po tepelném kondicionování (> 50 analyz.
• Možnost rozšíření na jiné analytické třídy (pesticidy, PAHs).

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodika SBSE se dá dále rozvíjet:

• Dualní extrakce (rozdělení podle Log Kow pro polární a nepolární sloučeniny).
• Nové sorbenty (např. směs PDMS/karbamidových fází pro polaritu).
• Integrace s GC-QTOF pro přesné stanovení „známých neznámých“.
• Využití olfaktometrické detekce v reálném čase pro komplexní vyhodnocení senzorických vlastností vzorků.
• Mobilní odběrové jednotky implementované do vodovodní sítě u zákazníka.

Závěr

SBSE (Twister) představuje efektivní, citlivou a ekologickou alternativu k tradičním extrakčním technikám pro analýzu sloučenin ovlivňujících chuť a zápach vody. Díky jednoduché přípravě, možnosti automatizace a rozšířeným aplikačním možnostem je tato metoda vhodná pro rutinní QA/QC laboratoře i výzkumné projekty.