System CTC PAL - automatyczne rozwiązania dla systemów ...

Techniki LC/MS/MS w analizie żywności

System CTC PAL - automatyczne rozwiązania dla systemów LCMS i GCMS

Dr Tomasz Bieńkowski

2 PAL is a registered trade mark of CTC Analytics AG, Switzerland2

Więcej niż autosampler

urządzenie które potrafi wiele …

On-line SPE

Mutliplexing

Szybki nastrzyk przy minimalnym

przeniesieniu

Przygotowanie próbki i nastrzyk

Dodatek wzorca i możliwość

rozcieńczenia próbki

Różnorodne programy nastrzyku

Powtarzalny

nastrzyk małych

objętości

Weryfikacja próbek i ich

śledzenie

Możliwość rozbudowy

Konfigurowalna objętość

nastrzyku

Micro SPE (ITSP)Ekstrakcja ciecz/ciecz

Możliwość pracy 24/7

Wiele narzędzi


Różnorodne programy nastrzykiwania

Bardzo wysoka powtarzalność

Rozwiązania CTC PAL umożliwiają

stosowanie różnorodnych sposobów

nastrzykiwania, w bardzo dużym zakresie

objętości. Możliwość wykonywania

nastrzyków o objętości od 0,1 ml do 10 ml.


Zerowa objętość martwa: dzięki

technologii „Constant Force

Technology” system rozpoznaje

prawidłową pozycję.

Schemat LC-MS tool

Moduł do płukania igły z

zewnątrz.

Pompy dostarczają rozpuszczalniki do

płukania pętli, igły i strzykawki.

Czujnik wykrywa pęcherze powietrza i brak rozpuszczalnika w

kapilarach doprowadzających.

Pętla na próbkę: Próbka nie pobierana jest do strzykawki ale

do specjalnej pętli.

Akcesoria do PAL3


LC/MS Tool

Efektywne płukanie, minimalizacja efektu carryover


Inkubacja i mieszanie próbek

• Mieści do 6, 20 ml próbek

• Zakres temperatury 40° - 200°C

• Prędkość mieszania 250 – 750 rpm

• Możliwość stosowania 2ml lub 10ml fiolek

• Może być wykorzystywany do analizy fazy nadpowierzchniowej (headspace)

Akcesoria do PAL3

Termo - mikser

PAL3 Agitator Module


• Czytnik do rozpoznawania kodów

kreskowych na fiolkach o pojemności 2ml,

10ml oraz 20ml.

• Dwa skanery rozpoznają kod niezalenie od

strony z której jest naklejony.

Czytnik kodów kreskowych

PAL3 Barcode Reader

Module

Akcesoria do PAL3


• Do przechowywania próbek w warunkach

kontrolowanych, służą specjalne moduły

wyposażone w ogniowo peltiera. W zależności

od potrzeb jeden moduł może mieć od 1 do 6

szufladek. Każda mieści do 2 płytek

wielodołkowych.

• W przypadku wersji z jedną lub trzema

szufladami zamiast płytek wielodołkowych

można stosować uchwyty na fiolki.

• Pojemność modułu:

Z jedną szufladą do 108 x 2ml fiolek

Z trzema szufladami do 324 x 2ml fiolek

• Zakres termostatowania: 4°C – 40°C

Termostatowany moduł do przechowywania próbek

Moduł na dwie płytki wielodołkowe 4°C‐40°C

Moduł na sześć płytek wielodołkowych 4°C‐40°C

Compatibility: PAL LSI/RSI/RTC

Akcesoria do PAL3


• Możliwość mieszania w fiolkach: 2ml/10m/ 20ml

• Mieszanie w temperaturze pokojowej

• Możliwość homogenizacji fazy ciekłej, lub

wykonywania ekstrakcji ciecz/ciecz

• Przenoszenie fiolek za pomocą magnetycznego

uchwytu

• Możliwość stosowania innych rozmiarów fiolek

Vortex

Akcesoria do PAL3


• Możliwość stosowania zaworów zarówno

VICI/Valco jak i Rheodyne.

• Wykrywanie właściwej pozycji igły.

• Technologia „Constant Force” zapewnia

minimalną objętość martwą.

• Możliwe jest stosowanie wielu zaworów, zarówno

dwu jak i więcej pozycyjnych.

Zawory do nastrzykiwania i przełączania przepływu

Valve Drive Module

Akcesoria do PAL3


Moduł przepływowy do pobieranie próbek

Moduł umożliwiający pobór próbki z przepływającego

strumienia. Zastosowane rozwiązanie umożliwia zarówno

monitorowanie przepływu gazów jak i cieczy. Możliwe

jest ustawienie częstości próbkowania.

Typowe zastosowania:

• Analiza ścieków

• Analiza wód powierzchniowych

• Analiza wody pitnej

• Analiza gazów wydechowych

• Monitorowanie reakcji chemicznych

• Monitorowanie procesów biotechnologicznych

Możliwość zastosowania równolegle do sześciu kanałów.

Flow Cell Module

Compatibility: PAL LSI/RSI/RTC

Installing up to six Flow Cells on a Single Holder, side view.

Akcesoria do PAL3


PAL3 Przykłady zastosowań

Dodatek wzorca, szereg rozcieńczeń


PAL3 rozcieńczanie

Kowal S, Balsaa P, Werres F, Schmidt TC;

Anal Bioanal Chem. 2013 Jul;405(19):6337-51

Fully automated standard addition method for the quantification of 29 polar pesticide

metabolites in different water bodies using LC-MS/MS.


Roztwór

wzorca

(1:10)

1:50

1:100

1:200

1: 1000

1. 2.

mieszanie (3 s)

3.

Rozcieńczanie Dodatek wzorca

4.

Mieszanie (3 s)

5.Nastrzyk

Procedura:1. Rozcieńczanie

2. Mieszanie

3. Dodatek wzorca

4. Mieszanie

5. Nastrzyk


PAL3 rozcieńczanie

• Rozcieńczenie dla 14 związków: 400, 200, 100, 40, 20, 10, 4, 2, 1 mg/mL w heksanie

• Analiza GC/FID

• R2 > 0.9995 dla każdego z 14 związków




On-line SPE


On-Line SPE

Wielowymiarowe on-line SPE

Zastosowanie dwóch zaworów, umożliwia

zastosowanie dwóch kolumn SPE. W pierwszym

kroku na kolumnie 1 zatrzymywane są związki

niskocząsteczkowe. Związki o dużych masach są

następnie dzielone na oczyszczane za pomocą

tradycyjnej kolumny SPE. W kolejnym kroku

analizowane są związki małocząsteczkowe.

*K. Georgi, K.-S. Boos, Multidimensional On-Line SPE for

Undisturbed LC-MS-MS Analysis of Basic

Drugs in Biofluids, Chromatographia 2006, 63, June (No. 11/12)



Multiplexing


Równoległa analiza próbek

4-PLEX

Zestaw składa się z czterech pomp binarnych

połączonych z jednym autosamplerem,

wyposażonym w 4 zawory nastrzykujące, 1

zawór 9 portowy 4 pozycyjny i jeden spektrometr

mas.

Sveinn Briem, Birgitta Pettersson and Erika Skoglund, Description

and Validation of a Four-Channel Staggered LC-MS/MS System for

High-Throughput in Vitro Screens, Anal. Chem. 2005, 77, 1905-

1910


ITSPPAL3 Przykłady zastosowań

ITSP


µSPE

• Filtracja

• Oczyszczanie próbki

• Ekstrakcja

• Oznaczanie śladowych ilości związków na poziomie ppb

• Możliwość sprzężenia z GC-MS i LC-MS

• Rozdzielenie zbliżone do HPLC

• Wykorzystuje nadciśnienie

• Zwiększona selektywność, wąskie profile elucji

• Wysokie stężenie analitu – mała objętość elucji

• Idealne do przygotowania on-line próbek w analizie LC i GC

• Umożliwią automatyzację procesu przygotowania próbek

• Możliwość przygotowania próbki podczas analizy poprzedniej

• Szybka analiza po przygotowaniu próbki – brak różnic w rozpadzie analitupomiędzy pierwszą a ostatnią próbką

Zastosowanie µSPE

The heart of the ITSP system is a patented cartridge containing customer-defined filter and/or SPE media.


µSPE

Kontrolowana elucja

Do odmierzenia określonej objętości służy

strzykawka.

Kartridż wyposażany jest w septę, która uszczelnia

igłę, umożliwia to wytworzenie nadciśnienia.

Próbka i rozpuszczalnik są podawane z kontrolowaną

prędkością.

Po wymyciu analit jest nastrzykiwany i analizowany

za pomocą systemu LC lub GC.

Przepływ próbki i eluenta

precyzyjnie kontrolowany za

pomocą precyzyjnej strzykawki.


µSPE

Schemat działania

Roztwór do

kondycjonowania Roztwór do elucji

Uchwyt do kondycjonowania Uchwyt do elucji uchwyt na przygotowane próbki

GC MS

Waste

1

2

3 4

1: Kondycjonowanie

2: Nanoszenie próbki

3: Elucja

4: Nastrzyk


Klasyczne SPE

• Ograniczona selektywność

Konieczność stosowania dużych objętość

rozpuszczalników

Objętość uzyskanego roztworu >>100 µL

Zazwyczaj wymagane jest odparowanie

próbki

• Wymaga próżni lub sprężonego gazu

• Wysokie koszty automatyzacji

• Trudna kontrola jakości QA/QC

µSPE

• Wysoka selektywność

Porównywalna do LC

Wąski profil elucji

Brak potrzeby zatężania próbki, objętość

< 100 µL

• Nadciśnienie wytworzone przez

strzykawkę

• Brak potrzeby zatężania

• Automatyzacja procesu

Czas cyklu < 10 min

Wysoka produktywność

• Kontrola i rejestracja przebiegu procesu

Metoda kompatybilna z 21CFR11

µSPE

Porównanie rozwiązań

The heart of the ITSP system is a patented cartridge containing customer-defined filter and/or SPE media.


µSPE

• Dostępne kartridże SPE

Odwrócone fazy

Fazy normalne

Wymieniacze jonowe (WCX, SAX, WAX)

Rozdzielające na podstawie wielkości cząsteczek (SCX)

QuEChERS

• Dostępne kartridże filtrujące

PTFE

Octan celulozy

Nylon

PVDF

Rodzaje kartridży

Kartridże dostarczane są w opakowaniach po 96 sztuk


µSPEµSPE – przykład zastosowania

Oczyszczanie próbki po przygotowaniu

QuEChERS


QuEChERS z czyszczeniem µSPE

10 g próbki

Mieszanie 1 min

Add 10 mL acetonitrile

Add ISTD (Triphenylphosphate)

Wytrząsanie

* QuEChERS - Mini-Multiresidue Method for the Analysis of Pesticides, M Anastassiades

Wysalanie

Wirowanie

dSPE

Wytrząsanie

Wirowanie

Oznaczanie

1 mL supernatantu

nastrzykiwany na kartridż ITSP

XNastrzyk - GC-MS lub LC-MS


• Po zastosowaniu metodyki QuEChERS, i rozcieńczeniu (wodny roztwór buforu 10mM

mrówczan amonu/kwas mrówkowy, pH = 4), ekstrakt jest wyraźnie mętny. Również

zastosowanie despersyjnego SPE nie umożliwia uzyskania klarownego roztworu.

Doczyszczanie jest istotne w przypadku próbek o dużej zawartości tłuszczu.

Zwiększona efektywność procesu oczyszczania

ITSP clean-

up

dSPE clean-upCrude

Sample

Analizy przy pomocy systemy LC-MS wysokiej rozdzielczości,

przed i po zastosowaniu doczyszczania za pomocą µSPE.

QuEChERS z czyszczeniem µSPE


Równoległa analiza i przygotowanie próbek

Sample 1 µSPE clean-up Analysis



Sample 1 Prep Analysis



Time

Time

Znaczna redukcja czasu

analizy serii próbek

Nakładanie się próbek

Analiza po kolei



Ekstrakcja ciecz-ciecz


• W pełni zautomatyzowany system umożliwiający LLE

• Wyposażony w Vortex i wirówkę (5000 g, 8 pozycji)

• Zawiera czujniki kontrolujące przenoszenie ściśle określonych objętości roztworów

• Strzykawki zapewniają wysoką precyzję i dokładność

• Kontrolowana temperatura przechowywania próbek (4°C-40°C)

• Niskie przenoszenie

• Równoczesne przygotowanie i analiza

PAL3 ekstrakcja ciecz-ciecz

Cechy



Modularna budowa, możliwość rozbudowy

Uchwyt na duże

probówki

Termostatowane

próbki

Vortex

Zawór nastrzykowy

Stacja płucząca

Wirówka, 8 x 2 mL max.

RCF = 5000

Strzykawka do

nastrzykiwania wraz z

czujnikiem

Czytnik kodów



Odczytywanie kodu kreskowego

Pick Adapter Read BarcodeHomogenize

Sample

Aspirate Sample (from Vacutainer)

Dispense Sample to Prep. Vial

Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation

agentAdd ISTD Vortex

Incubate for at +4°C

Centrifuge at RCF=5000 x g

Clean LC/MS Tool

Aspirate SampleInject sample

to LCMSClean LC/MS

Tool

Read barcode from primary tube



Homogenizacja próbki


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool

Homogenize whole blood sample (vortex primary tube)



Pobór próbki


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool

Transfer aliquot of blood to secondary vial



Kontrola procesu

pęch

erzy

k



Dodawanie próbki


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool



Ekstrakcja


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool



Wirowanie


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool



Nastrzyk


Sample



Clean LC/MS Tool

Read Barcode

(Prep. Vial)

Add precipitation




Clean LC/MS Tool


to LCMSClean LC/MS

Tool

Inject sample to LCMS system and start data acquisition



Nowa jakość w SPME


• Większa czułość

Do 15 razy większa objętość fazy sorpcyjnej,

pozwala uzyskać do 10 razy większą czułość.

• Zwiększona trwałość

Geometria i meteriały PAL SPME Arrow zostały

zoptymalizowane. Zazwyczaj możliwe jest 2-3

dłuższy czas pracy niż z tradycyjnymi włóknami.

• Szybsza ekstrakcja

Do 6 razy większa powierzchnia umożliwia

ekstrakcję takiej samej ilości analitu w trzykrotnie

krótszym czasie.

PAL SPME Arrow

Najważniejsze różnice

SPME Fiber

SPME Arrow (zgłoszenie patentowe)


PAL SPME Arrow

W pełni zautomatyzowany proces

Narzędzie SPME Arrow

SPME Arrow Conditioning Module

Heatex Stirrer Module

SPME Arrow Overlapped Incubation

SPME Arrow Conditioning

SPME Arrow Heatex

Extraction

Desorption / Injection

Agitator Module


PAL SPME Arrow

Kształt włókna ułatwia przebicie septy

• Zaostrzona końcówka przebija

łatwiej septę

PAL SPME Arrow 1.1 mm 799 g

PAL SPME Arrow 1.5 mm 908 g

SPME 0.63 mm 1188 g

• Większa średnica zapewnia

większą ilość fazy sorpcyjnej i

większą powierzchnię

• Faza sorpcyjna jest chroniona

wewnątrz stalowej kapilary


PAL SPME Arrow: Czułość

SPME headspace i zanurzeniowa jodoformu

Ekstrakcja z roztworu 1 µg/L iodoform wody kranowej za pomocą fazy DVB

100 µm DVB SPME Arrow i 100 µm DVB SPME Fiber.

Reference: PAL System Application Note: Determination of iodoform in drinking water by PAL SPME Arrow and GC/MS


PAL SPME Arrow: przykłady zastosowań

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAHs) w wodzie pitnej

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

% E

xtra

ctio

n Y

ield

PAL SPME Arrow SPME

Ekstrakcja przez zanurzenie w próbkach wody zawierających PAH w stężeniu @ 50 ng/L, czas ekstrakcji 70 min.

A 250 µm Carbon WR SPME Arrow porównane z 100 µm Carbon WR SPME Fiber.

Reference: Kremser A. et al., SPME Arrow - Evaluation of a Novel Solid-Phase Microextraction Device for Freely Dissolved PAHs in Water; Anal.Bional.Chem., 2016



Ekstrakcja z fazy nad powierzchniowej z próbek wody zawierających

związki o nieprzyjemnym zapachu 1= Isopropyl-3-Methoxypyrazin

2= Isobutyl-3-Methoxypyrazin

3= Methylisoborneol

4= Iodoform

5= 2,4,6-Trichloranisol

6= 2,3,6-Trichloranisol

7= Geosmin

Analiza związków o stężeniu 200 ng/L

Porównanie 100 µm DVB SPME Arrow z 100 µm DVB SPME Fiber.

Reference: PAL System Application Note: Determination of iodoform in drinking water by PAL SPME Arrow and GC/MS



• Oznaczanie na poziomie od 50 ng/L

• Upochadnianie na włóknie za pomocą PFBOA

• Powtarzalność

• Za pomocą pojedynczego włókna SPME Arrow zostało wykonanych 650 próbek

Analiza związków karbonylowych C1-C12 i upochadnianie na włóknie

*Disturbed by co-eluting peak



Analiza aromatu wina – ekstrakcja z fazy nad powierzchniowej

Analiza próbek różnych szczepów wina wykonana za pomocą

100 µm PDMS PAL SPME Arrow i 100 µm PDMS SPME Fiber.


PAL SPME Arrow: Podsumowanie

• Większa czułość od 2 do 10 razy

• 2-3 x szybsza ekstrakcja

• 2-3 razy większa trwałość

• Pełna automatyzacja procesu

SPME arrow


Dziękuję

za uwagę

[email protected]

System CTC PAL - automatyczne rozwiązania dla systemów ...

Documents

Transcript of System CTC PAL - automatyczne rozwiązania dla systemów ...