Large Volume Injection with GC/MS Multi Column Switching for Direct Determination of Ethyl Carbamate in Alcoholic Beverages

Význam tématu

Ethylkarbamát je karcinogenní vedlejší produkt fermentačních procesů, přítomný v destilátech i v dalších kvašených potravinách. Jeho monitorování je klíčové pro ochranu veřejného zdraví a plnění přísných regulačních limitů (např. 150 μg/L v Kanadě).

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu pro přímé stanovení ethylkarbamátu v alkoholických nápojích bez předchozí kalibrace vzorků. Klíčové prvky metody zahrnují velkoobjemovou injekci (LVI) a dvoudimenzionální kapilární GC-MS s heartcuttingem.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v přímé injekci 100 μL vzorku do PTV inletu v módě solvent vent.

• PTV inlet (GERSTEL CIS4) s chlazením UPC
• MultiPurpose Sampler (MPS, GERSTEL)
• Dvojitá GC pece (Agilent 6890) propojené Cryo Trap System (CTS1, GERSTEL) s LN₂ chlazením
• MultiColumnSwitching (MCS) a μFlowManager μMCS (GERSTEL) pro heartcutting
• Kapilární kolony: Rxi-5ms (30 m × 0,25 mm, 1,0 μm) v 1. dimenzi a Stabilwax (30 m × 0,25 mm, 0,25 μm) ve 2. dimenzi
• MS detektor 5975B (Agilent) provozený ve SCAN i SIM módu; pro potvrzení nitrogenních sloučenin použit NCD detektor

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace LVI pro vodné matrice ukázala, že při teplotě PTV 40 °C, rychlosti 12 μL/min a venting flow 500 mL/min je možné účinně eliminovat objem rozpouštědla a koncentrovat analyty v lineru. Dvoudimenzionální separace s využitím μMCS poskytla čisté eluce ethylkarbamátu (RT 11,2–11,9 min) a vnitřního standardu, umožňující zachytit nízké μg/L koncentrace. Metoda dosahuje detekčního limitu pod 16 μg/L v reálných vzorcích whiskey i v režimu plného skenování.

Přínosy a praktické využití metody

Výsledná metoda eliminuje nutnost časově náročné extrakce a koncentrace vzorku a přitom splňuje požadavky regulačních norem na citlivost a selektivitu. Rychlá příprava, vysoká propustnost a tříiontové potvrzení identifikace přispívají k robustnímu QA/QC v potravinářském průmyslu a u státních laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat plně automatizované platformy LVI–2D GC-MS s archivací dat pro sledování trendů ethylkarbamátu v různých typech destilátů. Integrace selektivních detektorů (např. tandemy s HRMS) a vylepšené sorpční materiály pro liner by mohly dále zvýšit citlivost a robustnost metody.

Závěr

Popisovaná kombinace velkoobjemové injekce a dvoudimenzionální GC-MS s µFlowManager μMCS nabízí efektivní, citlivou a selektivní postup pro přímé stanovení ethylkarbamátu v alkoholických nápojích. Metoda zkracuje dobu analýzy, redukuje manipulaci se vzorky a splňuje regulační požadavky na nízké limity detekce.

Reference

1. H.B.S. Conacher, B.D. Page, Proceedings of Euro Food. Tox. Zürich, 237 (1986)
2. B.P. Lau et al., J. Chromatogr. 402, 233 (1987)
3. D. Hoyt et al., JAMA, Vol. 258, No. 4, 504 (1987)
4. H.G. Mol et al., Trends in Analytical Chemistry, Vol. 15, No. 4 (1996)
5. W. Engewald et al., J. Chromatogr. A, 842 (1999)
6. K. MacNamara, A. Hoffmann, Proceedings of the Riva del Garda Capillary Conference (1991)
7. J. Staniewski, J.A. Rijks, J. Chromatogr. 623, 105 (1992)