Rapid Automated Screening of Extractable Compounds in Materials for Food Packaging, Medical or Technical Purposes
Aplikace | 2012 | GERSTELInstrumentace
Analýza uvolnitelných a extrahovatelných látek z materiálů používaných pro potravinové obaly, lékařské pomůcky či technické aplikace je klíčová pro zajištění bezpečnosti a integrity produktů. Nevhodné materiály mohou uvolňovat sloučeniny, které ovlivňují kvalitu, chuť či vůni potravin, narušují farmaceutickou čistotu nebo kontaminují zpracovávané tekutiny v biomedicínských a průmyslových zařízeních. Screening uvolnitelných látek pomáhá vybrat materiály s nízkým emisním potenciálem a splnit regulatorní požadavky i rostoucí nároky na kvalitu a udržitelnost.
Autoři navrhli a ověřili dvě plně automatizované metody pro rychlý screening extrahovatelných látek v různých polymerech:
Pro obě metody byla použita sestava GERSTEL MPS s Cooled Injection System (CIS) a plynový chromatograf Agilent 7890 s hmotnostním detektorem 5975 MSD. Klíčové kroky:
Obě metody poskytly čisté blanky bez rušivých stop.
Metoda TD vykázala 10–60× vyšší citlivost pro nízkomolekulární organické sloučeniny, zatímco metoda LE byla účinnější u vysoce bodujících látek. Optimalizace split poměru a desorpční teploty umožnila harmonizovat signálové intenzity.
Analýza ~70 komerčních vzorků odhalila v potravinových obalech množství uhlovodíků, esterů, amidů, bisfenolu A, ftalátových plastifikátorů i izokyanátů. Některé materiály (např. obaly na sýr či uzeniny, mikrotenové sáčky) obsahovaly potenciálně toxické organické sloučeniny. Naopak laboratorní plasty a zdravotnické polymerní díly vykazovaly velmi nízkou úrověň extrahovatelných látek.
Automatizované postupy LE a TD umožňují:
V dalším vývoji lze očekávat:
Popsané automatizované metodiky LE a TD poskytují rychlé, citlivé a srovnatelné přístupy k hodnocení extrahovatelných látek z polymerních materiálů. Obě metody usnadňují výběr bezpečných obalů a zdravotnických komponent a podpoří implementaci přísných norem v oblasti potravinářské a farmaceutické výroby.
GC/MSD, Termální desorpce, GC/SQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Materiálová analýza
VýrobceAgilent Technologies, GERSTEL
Souhrn
Význam tématu
Analýza uvolnitelných a extrahovatelných látek z materiálů používaných pro potravinové obaly, lékařské pomůcky či technické aplikace je klíčová pro zajištění bezpečnosti a integrity produktů. Nevhodné materiály mohou uvolňovat sloučeniny, které ovlivňují kvalitu, chuť či vůni potravin, narušují farmaceutickou čistotu nebo kontaminují zpracovávané tekutiny v biomedicínských a průmyslových zařízeních. Screening uvolnitelných látek pomáhá vybrat materiály s nízkým emisním potenciálem a splnit regulatorní požadavky i rostoucí nároky na kvalitu a udržitelnost.
Cíle a přehled studie
Autoři navrhli a ověřili dvě plně automatizované metody pro rychlý screening extrahovatelných látek v různých polymerech:
- Metoda 1: automatizovaná extrakce kapalným rozpouštědlem (LE) se systémem GERSTEL MPS.
- Metoda 2: přímá termická desorpce (TD) ve spojení s GERSTEL TDU.
Použitá metodika a instrumentace
Pro obě metody byla použita sestava GERSTEL MPS s Cooled Injection System (CIS) a plynový chromatograf Agilent 7890 s hmotnostním detektorem 5975 MSD. Klíčové kroky:
- Metoda LE: materiál se řeže na malé kousky, vkládá do vialky s etylacetátem, extrahuje 4 hodiny při 45°C a 750 rpm a poté se vstřikuje 1,5 µl extraktu do GC/MS.
- Metoda TD: řezy materiálu se umístí do skleněných desorpčních trubic, provede se termická desorpce při 100–200°C (20°C/min), analyty se zachytí a poté přenesou do GC kolony.
Použitá instrumentace
- GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) s agitátorem a Cooled Injection System (CIS)
- GERSTEL Thermal Desorption Unit (TDU)
- Agilent 7890 GC s 5975 MSD
- Rozpouštědlo: etylacetát, interní standard d10-fenanthren
Hlavní výsledky a diskuse
Obě metody poskytly čisté blanky bez rušivých stop.
Metoda TD vykázala 10–60× vyšší citlivost pro nízkomolekulární organické sloučeniny, zatímco metoda LE byla účinnější u vysoce bodujících látek. Optimalizace split poměru a desorpční teploty umožnila harmonizovat signálové intenzity.
Analýza ~70 komerčních vzorků odhalila v potravinových obalech množství uhlovodíků, esterů, amidů, bisfenolu A, ftalátových plastifikátorů i izokyanátů. Některé materiály (např. obaly na sýr či uzeniny, mikrotenové sáčky) obsahovaly potenciálně toxické organické sloučeniny. Naopak laboratorní plasty a zdravotnické polymerní díly vykazovaly velmi nízkou úrověň extrahovatelných látek.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizované postupy LE a TD umožňují:
- Rychlý a reprodukovatelný screening kvality polymerních materiálů.
- Rozlišení vhodných versus nevhodných obalů či komponent před nákladnými zkouškami.
- Snížení manuální práce a rizika kontaminace.
- Flexibilitu v optimalizaci analýzy pro různé třídy sloučenin.
Budoucí trendy a možnosti využití
V dalším vývoji lze očekávat:
- Integraci metod LE a TD s vysokorozlišujícím hmotnostním spektrometrem pro identifikaci stopových kontaminantů.
- Automatizovanou přípravu různých modelových simulantů (vodné, lipidové) pro odhad reálných migrací.
- Uplatnění v recyklačním workflow pro kontrolu stopového zbytkového znečištění v sekundárních surovinách.
- Rozšíření na screening škodlivých složek v nanomateriálech či komplexních kompozitech.
Závěr
Popsané automatizované metodiky LE a TD poskytují rychlé, citlivé a srovnatelné přístupy k hodnocení extrahovatelných látek z polymerních materiálů. Obě metody usnadňují výběr bezpečných obalů a zdravotnických komponent a podpoří implementaci přísných norem v oblasti potravinářské a farmaceutické výroby.
Reference
- CHMP/CVMP Guideline on Plastic Immediate Packaging Materials, EMEA, 2005
- US FDA Guidance for Industry Container Closure Systems, 1999
- 21 CFR Part 177 Indirect Food Additives Polymers, US FDA, 2011
- Pfannkoch E., Whitecavage J., Stir Bar Sorptive Extraction, GERSTEL AppNote 3/2002
- Lorenzini R. a kol., Mineral Oil Hydrocarbons in Paperboard Foodpackaging, Food Addit. Contam. A, 2010
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Direct Thermal Extraction Analysis of Food Packaging Material
2019|Agilent Technologies|Aplikace
GERSTEL Application Note No. 203, 2019 Direct Thermal Extraction Analysis of Food Packaging Material Laurel Vernarelli, Jackie Whitecavage, John Stuff GERSTEL, Inc., 701 Digital Drive, Suite J, Linthicum, MD, 21090, USA ABSTRACT This study describes the use of the GERSTEL…
Klíčová slova
gerstel, gerstelbrand, brandthermal, thermalpackaging, packagingtdu, tdubenzaldehyde, benzaldehydemps, mpsvanillin, vanillindesorption, desorptionmultipurpose, multipurposedirect, directfood, foodextraction, extractionscalping, scalpingtube
Extractables and Leachables Analysis of IV Bag Systems using Direct Thermal Extraction of the Materials and Stir Bar Sorptive Extraction of Aqueous Solutions coupled with Thermal Desorption Gas-Chromatography with Unit Mass and High Resolution MSD
2015|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 2/2015 Extractables and Leachables Analysis of IV Bag Systems using Direct Thermal Extraction of the Materials and Stir Bar Sorptive Extraction of Aqueous Solutions coupled with Thermal Desorption Gas-Chromatography with Unit Mass and High Resolution Mass Spectrometric Detection Andreas…
Klíčová slova
bag, bagbht, bhtextractables, extractablesphthalate, phthalatecyclohexanone, cyclohexanonestir, stirdehp, dehpextraction, extractionthermal, thermalpackaging, packaginggerstel, gerstelleachables, leachablesantioxidant, antioxidantcompound, compoundbutylated
Extractables and Leachables Analysis of IV Bag Systems
2015|Agilent Technologies|Aplikace
Extractables and Leachables Analysis of IV Bag Systems Direct Thermal Extraction of the Materials and Stir Bar Sorptive Extraction of Aqueous Solutions Coupled with Thermal Desorption Gas-Chromatography with Unit Mass and High Resolution Mass Spectrometric Detection Application Note Pharmaceuticals Authors…
Klíčová slova
bag, bagyes, yesbht, bhtantioxidant, antioxidantextractables, extractablesleachables, leachablespackaging, packagingsorptive, sorptiveplasticizer, plasticizerbreakdown, breakdownvalve, valveproduct, productextraction, extractioncyclohexanone, cyclohexanonesbse
GERSTEL TDU 2 system - Spec Sheet
|GERSTEL|Brožury a specifikace
Spec Sheet TDU 2 system The TDU 2 system The TDU 2 system is used for the thermal desorption of samples located in TD tubes. The system was developed to work in conjunction with a GERSTEL Cooled Injection System CIS.…
Klíčová slova
module, modulemps, mpsdhs, dhsdesorption, desorptiontubes, tubestube, tubecooling, coolingrobotic, roboticgerstel, gerstelthermal, thermalheadspace, headspaceoption, optiondirect, directpneumatic, pneumaticcis