Sigma-Aldrich rozšíření nabídky pro oblast moderní analytické chemie

Sigma-Aldrich – rozšíření nabídky pro oblast moderní analytické chemie

Moderní analytické metody • Instrumentální • Přístroj reaguje na určitou vlastnost analytu signálem, jehož velikost závisí na obsahu analytu ve vzorku. Jedná se o metody nepřímé – porovnání se standardy.

• Prostupnost laboratoří • Selektivita • Citlivost

2

Analytické standardy

3

Analytické standardy

4

RTC Environmental Analysis Catalogue • Proficiency Testing – Dark Blue • • • • •

Water Pollution Analysis (WP) Drinking Water (Water Supply) Analysis (WS) Contaminated land Analysis (Solid Waste, LPTP) Underground Storage Tank (UST) Microbiology (RCQ)

• Certified Reference Materials - Gold • Natural Matrix CRM (Soil & Water) • Clean Soils

• Calibration CRMs - Brown • XRF Samples • Inorganic CRMs • UST/Hydrocarbon CRMs

5

Mezilaboratorní porovnávání • Akreditováno podle ISO 17043 • Velký počet účastníků z celého světa (2 000 – 2 500) • Jednoduché odesílání výsledků přes web nebo e-mailem • 4 – 6 okružních testů během roku • 2 ampule na testovaní (standard s certifikátem pro nastavení přístroje a neznámý vzorek)

• 6 týdnů na odeslání výsledků • Je provedena statistická analýza a hodnotící zpráva je zaslána každé laboratoři • Výsledek formou hodnotící zprávy formou Z-score • “Acceptable”, “Warning” nebo “Fail”

• V případě výsledku “Warning” nebo “Fail” po provedení nápravných opatření je možnost opravného vzorku. Výsledek je statisticky zpracován s původním souborem.

6

Formulář na výsledky

7

Instrukce ke zpracování vzorku

8

Koncentrační rozsahy

9

Hodnotící zpráva a Z-score

10

Web stránky: RTC webové stránky

11

BCR-264 Defatted Peanut Meal Aflatoxin B1, high level

12

Certificate 13

Certification Report Certifikát má 90 stran Jenom index má 4 strany Obsah: hodnocení z hlediska homogenity, stability, výsledky, statistické hodnocení, certifikace… Proč: návaznost

14

TraceCERT®: koncept

Návaznost na NIST SRM

Návaznost na SI (kg)

Návaznost na ERM® nebo jiné CRM

Návaznost “trojnásobná”

TraceCERT® CRM for AAS, ICP and IC

Highly pure start materials

Uncertainty Starting material = uPurity

“State-of-the-art” Production process

Uncertainty Weighing = uWeigh

Optimised Packaging

Uncertainty Storage = uStorage

Certification acc. ISO/IEC 17025 and ISO Guide 34

Evaluation of Uncertainty Eurachem CITAC Guide

U = 2.uc

15

Výroba Teflon tubing

Overhead mixing system
To get rid of all inhomogeneity problems (low concentrations)

Laminar flow box (cleanroom)

Peristaltic pump (no cross contamination)

Immediate capping

Bulk in Teflon tank

High precision weighing room

High prec. balances from mg to kg

Humidity and temp monitoring
air buoyancy corr.

1000 kg stone table

16

Certifikát

Certifikát Analytická metoda Datum exspirace Analyt Certifikovaná hodnota Nejistota Hladina spolehlivosti Návaznost Akreditace CRM Výrobce 17

Moderní analytické metody • Instrumentální • Přístroj reaguje na určitou vlastnost analytu signálem, jehož velikost závisí na obsahu analytu ve vzorku. Jedná se o metody nepřímé – porovnání se standardy.

• Prostupnost laboratoří • Selektivita • Citlivost

18

GC

19

GC stacionární fáze • Polysiloxanové polymery • Začínají v na počátku 50. let, mnohokrát vylepšovány • Nejběžnější fáze: -1, -5, -20, -1701, -35, -50, -2330, -2380, -2560

• Polyethylenglykoly • Začínají v polovině 50. let, několikrát vylepšovány • Nejběžnější fáze : obsahují ‘wax’ nebo ‘PEG’ v názvu

R1 HO

Si R2

R3 O

Si

x

O

R4

R = metyl, fenyl, fluoropropyl, a/nebo cyanopropyl x,y = procento v celkovém složení polymeru

H

y

O

CH2

CH2 n

n = počet opakujících se monomerových jednotek v polymeru např. Carbowax 20M (nejčastěji užívaný) má MW 20 000 20

Omezení konvenční 1D-GC • Nedostatečná separace/citlivost při stanovení analytů u komplexních vzorků… • Složky aroma (např. aroma kávy: 600–700 sloučenin) • Kontaminanty (PCB: 209 kongenerů, pesticidy)

• Chybná / nemožná identifikace analytů • Nadhodnocení / podhodnocení výsledků • Řešení • „Nové“ detekční techniky • Multidimensionální systém (heart-cut, kompletní dvourozměrná GC)

21

Albertov Comprehensive Days 2012 Aktuality a příklady z praxe multidimenzionální plynové a kapalinové chromatografie vzdělávací workshop s certifikátem pořádaný 7. a 8. února 2012 v Praze Univerzitou Karlovou v Praze Přírodovědeckou fakultou Katedrou analytické chemie ve spolupráci s Českou společností chemickou Odbornou skupinou analytické chemie a Odbornou skupinou chromatografie a elektroforézy za sponzorského přispění firem Shimadzu, Sigma-Aldrich, Chromservis, LECO, PE Systems a Fisher Scientific Podrobnosti a přihlášky na: http://www.natur.cuni.cz/chemie/analchem/cabala/vedecko-vyzkumna-cinnost/albertovcomprehensive-days-2012 E-mail: [email protected]

Google: Albertov comprehensive days 2012

22

Kompletní dvourozměrná GC (GC×GC)

Dvě kolony s odlišnou selektivitou spojeny modulátorem

Injektor

Modulátor

Detektor Primární kolona Obvykle narrow bore (nepolární) kolona (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)

Sekundární kolona Obvykle microbore (polární) kolona (1 m × 0,10 mm × 0,10 µm)

23

Strukturované chromatogramy

→ Separace podle polarity

Specifické interakce

• Doplňující se separační mechanismy na obou kolonách • GCxGC chromatogramy vykazují uspořádanost (přítomnosti charakteristických skupin)

Systém: nepolární × polární kolony

→Separace podle bodu varu

Tlak par (Těkavost)

24

Stacionární fáze, jejich polarita a tepelná stabilita

360°C -1 -5

310°C -20 -1701 -35 -50

Non-Polar

0

15

280°C Wax (PEG)

Intermediate Polar

25

Polar

50

275°C 250°C 145°C -2331 -2560 TCEP Highly Polar

100

• GC kolony – stupnice polarity –0 = squalane (nejméně polání GC stacionární fáze) –100 = TCEP (1,2,3-tris(2-cyanoethoxy)propane (nejpolárnější GC stacionární fáze)

25

GC kolony s fází na bázi iontových kapalin aniont CF3 O=S=O NO=S=O

anion CF3 cation N + N

linkage

cation N + N

CF3

O=S=O NO=S=O CF3

1,9-bis(3-vinylimidazolium)nonan-bis(trifluormethansulfonamidát) anorganické soli s teplotou tání nižší než pokojová teplota málo těkavé, stabilní až do 380°C určené pro analyty s širokým rozsahem polarit 26

Stacionární fáze, jejich polarita a tepelná stabilita -Octyl -1 -5 -20 -1701 -35 -50 280°C 350°C 360°C 300°C 280°C 300°C 310°C

NonPolar 0

Intermediate Polar 25

-225 PAG PEG 240°C 220°C 280°C

-2330 -2331 -2560 250°C 275°C 250°C

Polar

TCEP 145°C

Highly Polar

50

75

SLB-IL59 300°C

SLB-IL76 SLB-IL82 270°C 270°C

Extremely Polar 100

SLB-IL100 SLB-IL111 230°C 270°C

27

sigma-aldrich.com/il-gc

Stanovení polarity GC kolon s iontovými kapalinami

P (Polarity) = sum of the first 5 McReynolds Constants. P.N. (Polarity Number) = Polarity (P) normalized to SLB-IL100 (set at 100). •Prof. Luigi Mondello (University of Messina, Italy) sigma-aldrich.com/il-gc

28

První publikace v 2010

29

SP-2560- 100 metrů- C18:1 Cis/ Trans FAMEs

30

SLB-IL111- 100 meterů- C18:1 Cis/ Trans FAMEs

31

SP2560 & SLB-IL-111 • SP2560

• SLB-IL-111

• Kyanosilikonová kolona, která je schopna dělit cis/trans FAME isomery. • Je uvedena v oficiální metodě • ‘’The AOCS Official Method Ce 1h-05’’. • Patří mezi naše nejlepší kolony, velká pozornost je kladena především na reprodukovatelnost vlastnosti jednotlivých kolon z různých výrobních šarží. • Kolona SP-2560 se používá pro analýzy složitých FAME vzorků. • Výborně se hodí pro rutinní analýzy.

• Kolona SLB-IL111 nabízí lepší rozlišení pro některé problematické izomery. • Jedná se o fázi s nejvyšší polaritou. • Vysoká tepelná stabilita. • Kolona může dobře sloužit jako doplňková k SP2560, tak aby se podařilo dobře rozdělit FAMEs isomer. • Je ideální pro aplikace GC x GC.

32

HPLC

33

Výhody silikagelových částic s pevným jádrem

34

Ascentis Express Fused-Coretm specifikace • Sorbent:

vysoce čistý silikagel

– 1.7 µ neporézní jádro a 0.5 µ porézní vrstva jsou type B

• Velikost částic: 2.7 µ • Stacionární fáze: C18, C8, HILIC, RP-Amide, F5, Pheny-hexyl, CN, Peptide ES C18 • Distribuce velikosti částic: 2.7 +/- 0.16 µ (6% standardní odchylka*) • Velikost pórů: 90 Å, 160 Å • Velikost povrchu: 150 m²/g (220-300 m²/g efektivní) • pH rozsah: 2 – 9 (minimálně) • Limitní tlak: 600 barů (testováno na UHPLC) • LC-MS: vysoce kompatibilní

* Typický rozsah pro malé totálně porézní částice je 15-20% standardní odchylka.

35

Distribuce částic

36

Výhody silikagelových častic s pevným jádrem

37

Vysoké průtokové rychlosti, rychlé separace

∆P = 1000Fη ηL ∆P = πr2dp2

16,000

16,000

35.00

14,000

30.00

12,000

25.00

10,000

Tlak (psi)

HETP (µm)

H = A + B/u + Cu

20.00 15.00 10.00

1.7 µm

8,000

2.7 µm FC

6,000 4,000

5.00

2.7 µm Ascentis Express

1

2

3

4

5

Průtoková rychlost MF (mm/sec)

3 µm

2,000 2

4

6

8

10

12

Průtoková rychlost MF (mm/sec) 38

Ascentis Express UHPLC na klasických HPLC chromatografech Zpětný tlak versus průtoková rychlost Maximální limit

450 400

Pressure drop (bar)

350

Limit tradičních HPLC systemů

35° 60°

300

80°

250 200

N = >30,000

150 100 50 0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 Flow rate (mL/min)

Experimentá Experimentální lní zavislost celkové celkového zpětn zp tné tného tlaku jako funkce průtokov pr tokové tokové rychlosti pro C18, 15 cm x 4.6 mm, ® 2.7 m Ascentis Express kolony přii různých zných teplotá teplotách. ch. MF: 30:70 voda:acetonitril 39

Autor Prof. Luigi Mondello University of Messina

Rozlišení • Velikost částic a maximální N • Kolony s částicemi menší než 2-µm zvyšují 1.55 x rozlišení a 8 x tlak vzhledem k 5 µm sorbentům • U kolon Ascentis Express 2,7-µm je zvýšení rozlišení také 1.55 x ale zvýšení tlaku 4 x vzhledem k 5 µm sorbentům

Délka kolony 10cm 10cm 10cm 10cm

dp 5µm 3µm 2.7µm FC 1.7µm

N Rs faktor Tlak (psi) Tlak (bar) 10 000 1 750 14 000 1,18 2250 24 000 1,55 2800 24 000 1,55 6000

50 150 190 400

40

Rychlá LC versus tradiční HPLC (3 mm vnitřní průměr) 5 µ porézní

Column: Flow: Mobile Phase: Inj: Temp: Pressure: N(naphthalene): k(naphthalene):

5µ C18; 3 x 150 mm 0.4 mL/min 20:80, water : acetonitrile 1.5 µL 35° C 885 psi (61 bar) ~11000 1.78

1.5 mL celkový objem

elution order: uracil, phenol, acetophenone, benzene, toluene, naphthalene 1.0

2.0 Time (min)

3.0

4.0

Fused-Core

(zelená chromatografie) Column: Flow: Mobile Phase: Inj: Temp: Pressure: N(naphthalene): k(naphthalene): Rs(acetophenone):

0.2

0.4 0.6 Time (min)

0.8

Ascentis Express C18; 3 x 50 mm 0.6 mL/min 31:69, water : acetonitrile 0.5 µL 35° C 0.5 mL 1750 psi (121 bar) celkový ~11000 objem 1.75 3.2

1.0

41 4x rychlejší analýza, 3x menší spotřeba rozpouštědel

Analýza sladidel včetně neotamu na kolonách Ascentis Express

42

Umělá sladidla

H3C

O

S

CH3

O

O

O

O

OH

NH O

O

NH O

Benzoic Acid

Acesulfame

HO

O

NH2 7.6 pka Aspartame

O H3C O

CH3

O

N

N N CH3 Caffeine

N

H3C

O OH

HO O

Sorbic Acid

O

NH NH

CH3

O

H3C H3C

CH3 Neotame

43

Experimentální podmínky Kolona: Ascentis Expess C18, 3 cm x 4.6 mm, 2.7 µm Mobilní fáze A: voda Mobilní fáze B: ACN Mobilní fáze C: 100 mM octan amonný, pH 5.6 kys. octová gradient: min %A %B %C 0 75 5 20 1 20 60 20 1.1 20 60 20 re-equilibrace: 1.2 75 5 20 2.5 75 5 20 Průtoková rychlost: 3.0 mL/min Tlak: 220 bar Teplota.: 40 °C det.: 214 nm nástřik: 1 µL

44

neotame

aspartame

caffeine 0.6 Time (min)

0.8

Dietní cola spikovaná neotamem

neotame

benzoic acid 0.2

1.0

aspartame

0.4

caffeine

0.2

Limonáda koncentrace aditiv 100 – 500 µg/mL

sorbic acid

benzoic acid

acesulfame

Chromatogramy, Ascentis Expess C18

0.4

0.6 Time (min)

0.8

1.0

45

Výsledky • Separace do 1 minuty. • Re-equilibrace do 1.5 minuty • Celková doba analýzy 2.5 minuty + nástřik

46

Moderní analytické metody • Instrumentální • Přístroj reaguje na určitou vlastnost analytu signálem, jehož velikost závisí na obsahu analytu ve vzorku. Jedná se o metody nepřímé – porovnání se standardy.

• Prostupnost laboratoří • Selektivita • Citlivost

47

Problém s nečistotami v mobilní fázi

48

Nečistoty, které na HPLC nejsou detegovatelné mohou být problém na UHPLC

LC-MS Ultra CHROMASOLV • Rozpouštěla a aditiva do MF

Brand

Product

Name

Description

Pack size

Fluka

14261

Acetonitrile

LC-MS Ultra CHROMASOLV, ≥99.9%, tested for UHPLC-MS

1L, 2L

Fluka

14262

Methanol

LC-MS Ultra CHROMASOLV, ≥99.9%, tested for UHPLC-MS

1L, 2L

Fluka

14263

Water

LC-MS Ultra CHROMASOLV, tested for UHPLC-MS

1L, 2L

Fluka

14264

Trifluoroacetic acid

LC-MS Ultra eluent additive, ≥ 99.0% suitable for UHPLC-MS

1ML, 2ML

Fluka

14265

Formic acid

LC-MS Ultra eluent additive, ≥ 98% suitable for UHPLC-MS

1ML, 2ML

Fluka

14266

Ammonium formate

LC-MS Ultra eluent additive, suitable for UHPLC-MS

25G

Fluka

14267

Ammonium acetate

LC-MS Ultra eluent additive, suitable for UHPLC-MS

25G

49

LC-MS Ultra CHROMASOLV • Rozpouštědla se testují na UHPLC • Gradient UHPLC-UV, shodné vlastnosti mezi výrobními šaržemi • Nízké pozadí a minimum nečistot jako jsou ftaláty a PEG.

• Testováno na UHPLC-MS TOF • Testování v obou polaritách

• Obaly • Bílé borosilikátové sklo – Minimální výluh alkalických iontů

50

Identifikace nečistot v ESI+ Intens. x104 1.2

LCMS Ultra UVMSpos_RD1_07_3218.d: BPC 49.0000-1701.0000 +All MS, -Constant Bkgrnd

1.0

New LC-MS ultra grade

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 Intens. x104

Gradient Grade BASF pos_RD1_03_3255.d: BPC 49.0000-1701.0000 +All MS, -Constant Bkgrnd

1.2

1.0

0.8

High quality gradient grade

0.6

0.4

0.2

0.0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Time [min]

Nežádoucí nečistoty v rozpouštědlech (plastifikátory, PEGy).

51

LC-MS Ultra CHROMASOLV

ESI+

ESI-

MS test v ESI+ a ESI-; 5ppb reserpinu a 20 ppb digoxinu; velmi nízký šum.

52

Borosilikátové skleněné láhve Intens.

LCMS Ultra UVMSneg_RD1_01_3235.d: -MS, 3.0-9.1min #(270-809), -Constant Bkgrnd

800

600

LC MS Ultra (v borosilikátové láhvi)

400

200

325.1941

698.9277

197.9713

451.3073

648.9335 532.9422

792.9043 847.8578

0 800

909.8569

1014.8415

Chrom Gradient Grade UVMSneg_RD1_04_3232.d: -MS, 3.0-9.0min #(270-807), -Constant Bkgrnd

248.9723

Klastry mravenčanu sodného

600 219.9947

Gradient grade quality (v hnědé skleněné láhvi)

400

698.9393

200 384.9540 355.9741 520.9360

325.2004

648.9327 858.8914 906.8939

0

200

400

600

800

983.8583 1035.8551 1000

1200

m/z

53

Děkuji za pozornost

54