LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek"

Vladimír Liška
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ Stanovení těkavých látek (metoda: plynová chromatografie s hmotnostně spektrometrickým detektorem) Garant úlohy: Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D. 1

2 OBSAH Základní požadované znalosti pro vstupní test... 3 Další doporučené otázky... 3 Náplň úlohy... 4 Časový snímek cvičení... 4 Pracovní postup pro stanovení těkavých látek... 5 Použitelnost metody... 5 Princip metody... 5 Přístroje, zařízení, materiály... 5 Pracovní postup

3 Základní požadované znalosti pro vstupní test Princip přípravy vzorku pro stanovení těkavých látek (izolační a extrakční metody) Princip plynové chromatografie (stacionární fáze, mobilní fáze). Princip hmotnostní spektrometrie elektronová ionizace, hmotnostní spektrum. Další doporučené otázky a) Jaké skupiny těkavých látek v potravinách znáte? Čím jsou těkavé látky v potravinách charakteristické? Jaký význam má znalost složení těkavých látek pro potravinářské technologie? Jaké metody se používají pro izolaci těkavých látek? Které metody se používají pro stanovení těkavých látek? Jaký je rozdíl mezi cílenou a profilovou analýzou těkavých látek? b) Jaký je princip mikroextrakce tuhou fází SPME? Jaké typy technické realizace SPME znáte? Jaké jsou hlavní výhody a nevýhody aplikace SPME? 3

4 Náplň úlohy Head space mikroextrakce tuhou fází (HS-SPME) aromatických látek z kečupu a různých druhů koření. V případě koření se také provede nástřik kapalného extraktu vzorku a porovnají se získané záznamy. Časový snímek cvičení 30 minut Prezence + kontrola požadovaných znalostí 20 minut Diskuse: metody stanovení, vyhodnocování výsledků 60 minut Výklad: praktická realizace příprava vzorků, vzorkování 60 minut GC-MS analýza - SPME Průběžné vyhodnocování a diskuse nálezů 60 minut Softwarové funkce pro zpracování naměřených dat Zobrazení MS spekter, chromatogramů pro vybrané ionty Automatické vyhledávání v knihovně spekter Interpretace spektrálních informací a návrhy pro identifikaci 10 minut Ukončení úlohy + úklid 4

5 Pracovní postup pro stanovení těkavých látek mikroextrakcí tuhou fází (SPME) a pomocí kapalného nástřiku Použitelnost metody Metoda je použitelná pro všechny analyty, které vykazují dostatečnou afinitu k sorpční fázi vzorkovacího vlákna a jsou dostatečně těkavé a termostabilní za podmínek měření. V případě extrakce kapalinou je určující afinita sloučenin k extrakčnímu rozpouštědlu. Princip metody Vzorek se extrahuje (ideálně po ustálení rovnováhy) z head space pomocí sorpčního vlákna. Po provedení sorpce jsou látky uvolněny tepelnou desorpcí v nástřikovém prostoru plynového chromatografu a následně je provedena jejich separace a detekce. V případě přípravy vzorku pomocí kapalné extrakce se následnou CG-MS stanovují sloučeniny vyextrahované z matrice. Přístroje, zařízení, materiály - plynový chromatograf ve spojení s hmotnostně spektrometrickým detektorem - křemenná kapilární kolona HP-INNOWAX: 30 m 0,25 mm 0,25 μm, stacionární fáze polyethylenglykol - helium (99,9990 %) - digitální teploměr s nerezovým čidlem - manuální SPME držák a SPME vlákna (65 µm PDMS/DVB/CAR) - lahvičky se šroubovacím uzávěrem se septem (objem 4 ml) - pipety 1, 2 a 5 ml + pipetovací balonek -kopist, lžička -třecí miska -mikrofiltry -plastové jednorázové injekční stříkačky -n-hexan -laboratorní sklo - vyhřívaná magnetická plotýnka s termostatem a s míchadly - laboratorní stojan 5

6 Pracovní postup Pro měření se připraví následující vzorky: 1. Kontrolní temperanční vialku pro nastavení sorpční teploty se připraví odpipetováním 1,5 ml vody z vodovodního řadu. Vloží se magnetické míchadlo. 2. V případě vialky, ze které se provede SPME analýza se do vialky naváží 0.5g rajčatového kečupu a přidá 1 ml vody z vodovodního řadu. Vloží se magnetické míchadlo. 3. Naváží se 0.2 0,25g od dvou zvolených typů koření do samostatných vialek. 4. Tyto dva typy vzorků budou současně analyzovány i pomocí kapalného nástřiku. V předem vymyté třecí misce rozetře cca 0,5g (naváženo na předvážkách) vzorku. Následně se 0.25g (zvážit na analytických vahách) rozetřeného vzorku převede do plastové kyvety, přidá se 5ml hexanu a je provedeno třepání po dobu 1 minuty. Vzorek se přečistí přes mikrofiltr pomocí plastové jednorázové stříkačky, přečištěný vzorek je jímán do 2ml gc vialky. Takto připraveného vzorku se natříkne 1 µl. Zbytek extraktu se odstraní do nádoby na organický odpad. Přečištění a manipulace s rozpouštědlem se provádí v zapnuté digestoři. Realizace HS-SPME: 1. Na plotýnku umístíme kontrolní vialku, zakryjeme jí termostabilizačním válcem a po předchozí perforaci septa špendlíkem do ní zavedeme teplotní čidlo. Zapneme míchání (nastavíme vyhovující rotaci) a temperaci (60 C). 2. Po dosažení teploty 60 C v kontrolní vialce umístíme Lahvičku se vzorkem kečupu na plotýnku, zakryjeme ji termostabilizačním válcem a ponecháme inkubovat po dobu 5 minut. 3. Do vialky se vzorkem po předchozí perforaci septa špendlíkem umístíme vlákno zasunuté v ručním SPME držáku, který upevníme do stojanu. Následně vysuneme vlákno z ochranné jehly SPME držáku. 4. Sorpci provádíme 10 minut, poté zasuneme vlákno do ochranné jehly, vyjmeme SPME držák, který ihned přeneseme a zavedeme do nástřikového prostoru plynového chromatografu.. Pak vysuneme vlákno a zároveň odstartujeme GC-MS analýzu. Doba desorpce: 5 min; dále je vlákno připraveno pro další použití. 5. V patřičném předčasu je třeba na plotýnku umístit vialku se vzorkem koření, která se bude inkubovat zatímco probíhá měření pomocí GC-MS. Proces SPME se provede obdobně, jen s tím, že sorpce bude prováděna 1 minutu. 6

7 Intenzita Intenzita Realizace GC-MS analýzy: Separace se provádí na plynovém chromatografu Hewlett-Packard HP 6890 s instalovanou křemennou kapilární kolonou HP-INNOWAX (30 m 0,25 mm 0,25 µm). Následná detekce (měření hmotnostních spekter) je realizováno pomocí hmotnostně selektivního detektoru HP5973 s analyzátorem typu kvadrupol. Podmínky separace a detekce: Nástřik: split (poměr 10:1); teplota 250 C Teplotní program: 40 C (1 min), 20 C/min do 260 C celková doba analýzy 15 min Nosný plyn: He, konstantní průtok 1 ml/min Teplota transferline: 240 C MS mód: sken amu Identifikace jednotlivých sloučenin Identifikace jednotlivých látek se provádí pomocí softwaru ChemStation. Pro 6 nejintenzivnějších píků každého vzorku získáme retenční čas a hmotnostní spektrum, které následně porovnáme s knihovnou spekter NIST. Provede se výpočet retenčních indexů (Kovatsovy retenční indexy) podle dříve změřeného vzorku homologické řady alkanů. Získané hodnoty se porovnají s údaji uvedenými v knihovně NIST. Obrázek 1: Příklad chromatogramu těkavých látek. 100 a) b) m/z m/z Obrázek 1: Příklad hmotnostního spektra α-terpineolu získaného z knihovny NIST (a) a reálného měření (b). 7

Podobné dokumenty

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ Stanovení těkavých látek (metoda: plynová chromatografie s hmotnostně spektrometrickým detektorem) Garant úlohy: doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. 1 OBSAH