A Novel Large Volume At-Column Concentrating Technique and its Applicability to Labile Pesticide Analysis

Význam tématu

Analýza stopových množství nestálých pesticidů a dalších tepelně citlivých sloučenin představuje v plynové chromatografii (GC) značnou výzvu. Konvenční metody velkého objemu vstřikování často vedou k rozkladu analytů nebo jejich nechtěnému zadržování v náplních (packing) injekčních vložek. Nová technika koncentrování přímo na sloupci (at-column concentrating) nabízí řešení, které minimalizuje kontakt vzorku s materiály vyvolávajícími rozklad a zároveň umožňuje vysokou citlivost bez potřeby dlouhého předsloupce či složitých přepínacích ventilů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit inovativní postup pro velkoobjemové vstřikování tepelně labilech pesticidů pomocí at-column concentrating techniky. Autoři porovnali novou metodu s běžnými technikami PTV vstřikování a on-column vstřikování. Testovali opakovatelnost, linearitu, vliv teplot injektoru a pece, použitelnost různých rozpouštědel a schopnost zachovat integritu citlivých analytů při objemech až 100 µl.

Použitá metodika a instrumentace

Technique

• At-column liner bez pevné náplně s úzkou kapilárou a skleněnou kuličkou u vstupu pro regulaci přetoku rozpouštědla.
• Teplotní nastavení: injektor pod teplotou varu rozpouštědla, pec o několik stupňů nad varnou teplotou.
• Odvod plynné fáze otvorem ve stěně lineru vedle injektoru.

Instrumentation

• GC: HP5890
• Detektor: HP5971 MS
• Injektor: ATAS Optic 2-200 s modifikovanou hlavou a speciálním linerem od GL Sciences Inc.
• Předsloupec: deaktivované fused silica 0,53 mm ID, 0,3 m
• Analytický sloupec: NB-5, 0,25 mm ID, 30 m, 0,25 µm film; alternativně tenčí film 0,1 µm pro separaci pesticidů.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace

• Teplota injektoru 3 °C pod varnou teplotou acetonu (optimalizováno na 60 °C při 25 kPa), rychlost odpařování 50 µl za ~180 s.
• Pec o ~10 °C nad varem rozpouštědla (optimalizováno na 73 °C) zajišťuje ostré, neskenované píky.

Vliv rozpouštědel

• Testováno pět čistých rozpouštědel a směsi etylacetát:cyklohexan; metoda zachovala linearitu a reprodukovatelnost ve všech případech.

Linearita a reprodukovatelnost

• Lineární závislost pikové plochy vs. vstřikované objemy 10–100 µl.
• RSD ploch n-alkanů C10–C30 <5 % (9 opakování, 50 µl), potvrzena vysoká opakovatelnost.

Porovnání vstřikovacích technik pro labile pesticidy

• Splitless při vysoké teplotě vedlo k rozkladu částic.
• Cold on-column vstřikování je šetrné, ale omezené na 1–2 µl.
• PTV s náplněmi Tenax TA a Dexsil 300 vedlo k degradaci většiny pesticidů.
• At-column metoda umožnila vstříknout 50 µl bez pozorovatelné degradace a s vysokou citlivostí.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení citlivosti až o dvě řády díky možnosti vstříknout až 100 µl objemu.
• Minimalizace rozkladu nebo ztráty analytů citlivých na teplotu či adsorpci.
• Simplifikovaná konfigurace GC – bez dlouhého předsloupce, ventilačního kanálu či přepínacích ventilů.
• Univerzální použití pro různé typy rozpouštědel a široké spektrum analyzovaných látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Přenosnost techniky do dalších oblastí by mohla zahrnovat automatizované sekvenční analýzy, kombinaci s kapilárními etapami vzorkového předúpravy (online extrakce) a rozšíření na vysoce termolabilní přírodní produkty. Dále je možné integrovat at-column koncentrační systém do víceúčelových GC–MS platforem pro monitoring reziduí v potravinách či farmaceutických matricích. Vývoj menších, vestavných linerů a optimalizace pro rychlejší odpaření rozpouštědel podpoří vyšší vzorkovací kapacitu a throughput.

Závěr

At-column concentrating technika představuje robustní a efektivní řešení pro velkoobjemové vstřikování tepelně citlivých látek v GC. Nabízí lineární a reprodukovatelné výsledky, eliminuje destrukční působení náplňových materiálů a umožňuje vysokou citlivost při analýze labilech pesticidů a dalších sloučenin. Díky jednoduché implementaci a široké kompatibilitě rozpouštědel je metoda slibná pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

1. A. Termonia, M. Termonia, J. High Resol. Chromatogr., 1997, 20, 447–450
2. F. J. López, J. Beltran, M. Forcada, F. Hernández, J. Chromatogr. A, 1998, 823, 25–33
3. A. J. H. Louter et al., J. Chromatogr. A, 1996, 725, 67–83
4. T. Hyötyläinen, K. Jauho, M. Riekkola, J. Chromatogr. A, 1998, 813, 113–119
5. G. A. Jongenotter et al., J. High Resol. Chromatogr., 1999, 22, 17–23
6. W. Vogt, K. Jacob, H. W. Obwexer, J. Chromatogr. A, 1979, 174, 437
7. H. M. Müller, H. J. Stan, J. High Resol. Chromatogr., 1990, 13, 759–763
8. H. G. J. Mol et al., J. High Resol. Chromatogr., 1995, 18, 124–128
9. K. Grob, G. Karrer, J. Chromatogr., 1985, 334, 129–155
10. K. Grob, B. Grolimund, E. Boselli, R. Amadó, G. Lercker, J. High Resol. Chromatogr., 1998, 21, 378–382
11. T. Hankemeier et al., J. Chromatogr. A, 1999, 841, 75–94