Stanovení formaldehydu a acetaldehydu ve vzduchu pomocí DNPH kartuší a automatizované on-line desorpce s následnou HPLC

Dan Carrier

Anatune Ltd, Girton, Cambridge, UK

US Reporter Volume 30.3

Přečtěte si více informací

• Úvod
• Metoda
• Výsledek
• Závěr

Úvod

Vzduchové aldehydy a ketony se shromažďují průchodem vzduchu přes kazetu obsahující 2,4-dinitrofenylhydrazin (DNPH). Karbonylové sloučeniny reagují s DNPH za vzniku hydrazonů, které jsou imobilizovány na kazetě. Tyto sloučeniny lze snadno eluovat z kazety acetonitrilem a analyzovat pomocí HPLC s UV detekcí. Tradičně tato analýza včetně zpracování obsahuje řadu manuálních kroků, které mohou být časově náročné a mohou způsobit experimentální chybu.

Metoda

V diskutované studii se požadované množství testovaného vzduchu propustí přes kazetu Supelco^® LpDNPH S10. Manuální desorpční proces je podrobně popsán následovně: Každá kazeta se umístí do vakuového rozdělovače a k eluci derivatizovaného aldehydu nebo ketonu z kazety se použije acetonitril. Extrakt se shromáždí do odměrné baňky o objemu 5 ml a průtok acetonitrilu se zastaví, jakmile se shromáždí 5 ml. To se provádí okem, přičemž se kontroluje, zda vrchol menisku dosáhl značky 5 ml. Objem odebraného extraktu je rozhodující, protože koncentrace derivatizovaného produktu bude záviset na odebraném objemu. Poté se extrakt protřepe, aby se zajistilo, že je roztok dostatečně promíchán, a následně se přefiltruje pomocí 0,2mikronového PTFE filtru a část tohoto roztoku se odpipetuje do lahvičky pro HPLC analýzu pomocí UV detekce.

Pro automatizaci této metody je nutné dobré utěsnění mezi kazetou DNPH a injekční jehlou ze stříkačky, která je připojena k hlavici víceúčelového vzorkovače (MPS) GERSTEL^®. To umožní dodávku rozpouštědla přes kazetu. Obrázek 1 ukazuje fotografii kazety DNPH s těsnicí jednotkou (transportním adaptérem) a 0,2mikronovým filtrem. Z předchozí experimentální práce bylo zjištěno, že přidáním 5,6 ml acetonitrilu do kazety se získá 5 ml extraktu. Extrakt o objemu 5 ml se získá, když na kazetě zůstane zbytkový acetonitril. Obrázek 2 ukazuje přístrojové vybavení použité k automatizaci procesu DNPH. Při vývoji této automatizované metody byl acetonitril odebrán z 20 různých automatizovaných extrakcí a přesnost pro objem extrahovaného acetonitrilu byla vypočtena na 1,5 % relativní směrodatné odchylky pro extrakt o objemu 5 ml.

Obrázek 1. Kazeta DNPH s těsnicí jednotkou

Obrázek 2. Přístroj Anatune 300

Vzdušný formaldehyd a acetaldehyd byly shromažďovány na různých kazetách DNPH pomocí patentované metody. K patroně byl připojen transportní adaptér a filtr, které byly umístěny na jednotku Anatune™ 300. Následně byly kazety analyzovány. Hladiny derivatizovaného formaldehydu a acetaldehydu byly kvantifikovány na automatickém systému pomocí externího standardu (T011/IP-6A Aldehyd/Keton-DNPH Mix od firmy Supelco).

Po zarovnání kazety DNPH s prázdnou 10ml lahvičkou se do kazety přidá 5,6 ml acetonitrilu pomocí 5ml stříkačky na hlavici MPS. Přes kazetu se protlačí další vzduch, aby se maximalizovalo množství získaného extraktu. Poté se extrakt promíchá a alikvotní část extraktu o objemu 1 ml (pomocí 1 ml stříkačky) se přidá do uzavřené 2 ml HPLC lahvičky, která je umístěna v chlazeném zásobníku. Extrakt se následně vstříkne do HPLC. Metoda LC používá kolonu Ascentis^® Express C18, 5 cm x 4,6 mm I.D. s gradientem od 30:70 acetonitril:voda (v/v) až po 95:05 acetonitril:voda (v/v) s UV detekcí při 365 nm. Úplné podrobnosti metody jsou uvedeny v tabulce 1. Pomocí funkce Prep-Ahead v softwaru MAESTRO lze automatickou přípravu vzorku zahrnout do doby běhu HPLC, která je 12,5 minuty.

Automatizovat lze až 64 extrakcí včetně analýzy HPLC. Chlazený zásobník, nastavený na 4 °C, umožňuje v případě potřeby opakované vstřikování vzorků a standardů. Obrázek 2 ukazuje použité přístrojové vybavení spolu s fotografií jeho konfigurace. Obrázek 3 ukazuje detailní záběr automatizované jednotky DNPH (Anatune 300).

Obrázek 3. Detailní pohled na automatickou jednotku DNPH (Anatune 300)

Výsledky

Obrázek 4 ukazuje příklad chromatogramu 0,075 ppm formaldehydu a standardu acetaldehydu. Formaldehyd eluuje po 3,7 minutách a acetaldehyd po 5,3 minutách. Bylo provedeno šest opakovaných nástřiků standardu o koncentraci 5 ppm, což dává procentuální relativní směrodatnou odchylku 1,2 % pro formaldehyd a 1,3 % pro acetaldehyd. Hladiny formaldehydu a acetaldehydu ve vzorku odpovídaly manuální metodě. Obrázek 5 ukazuje příklad chromatogramu vzorku obsahujícího formaldehyd a acetaldehyd. Tabulka 2 ukazuje výsledky získané z pěti různých vzorkovacích kazet DNPH pro formaldehyd a acetaldehyd při použití automatického postupu. Úrovně vypočtené na základě vstřikování externího standardu formaldehydu a acetaldehydu o koncentraci 0,075 ppm.

Obrázek 4. 0,075 ppm Formaldehyd a acetaldehyd Standard

Obrázek 5. Příklad chromatogramu vzorku obsahujícího formaldehyd a acetaldehyd

Závěr

Automatizace extrakce LpDNPH S10 kartuší a její zařazení do linie s analýzou HPLC výrazně sníží manuální práci při použití této techniky, což zlepší reprodukovatelnost metody snížením možných experimentálních chyb obsluhy. Automatizace a bezobslužný provoz metody vede k vysoké výkonnosti při stanovení formaldehydu a acetaldehydu v ovzduší.