Automating the Accurate Transfer of Highly Volatile to Highly Viscous Liquids using a Bench-top Workstation

Význam tématu

Automatizace přesného přenosu kapalin s extrémními vlastnostmi volatility a viskozity je klíčová pro zajištění spolehlivých výsledků v analytických laboratořích. Ruční pipetáž náchylná k chybám může výrazně ovlivnit kvalitu kalibrací i konečná analytická data, zejména u vzorků náchylných k odpařování nebo opačně příliš hustých.

Cíle a přehled studie

Studie prezentuje vyhodnocení bench-top pracoviště GERSTEL MPS vybaveného softwarem MAESTRO v kombinaci s Purge Tool a Balance Option. Cílem bylo automaticky přenášet široké spektrum kapalných standardů od vysoce těkavých až po velmi viskózní, sledovat jejich hmotnost a vyhodnotit přesnost a preciznost přenosu.

Použitá metodika a instrumentace

• Pracoviště GERSTEL MultiPurpose Sampler (MPS) s X-Y-Z autosamplerem
• Purge Tool Option pro udržení konstantního tlaku ve vzorkové vialce
• Balance Option s analytickou váhou Sartorius Cubis
• Software MAESTRO s funkcemi Accurate ADD, nastavitelnými rychlostmi a prodlevami pro viskózní kapaliny
• Kapilární stříkačka pro přenos přesných objemů

Hlavní výsledky a diskuse

• Použití Purge Tool zajistilo u vysoce těkavých kapalin snížení odchylek od teor. hmotnosti z více než 10 % na ca 2–3 %.
• Funkce Accurate ADD v software MAESTRO vyloučila přenos vzduchových bublin a zlepšila opakovatelnost přenosu hustých vzorků.
• Řízená teplota zásobních vialek (20–30 °C) významně snížila viskozitu a zlepšila přesnost přenosu 1,1-dichloroetylenu ze –41 % na méně než –1 % odchylky.
• Korektivní objemy po ověření dávkování na váze umožnily dodávat přesné hmotnosti kapalin a zaručit konstantní výsledky mezi laboratorními běhy.
• Při přípravě vlastního plynového standardu smísením osmi těkavých organických látek dosáhlo finální složení odchylky menší než ± 3.8 % od teoretických hodnot.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované bench-top pracoviště s hmotnostní kontrolou a řešením konstantního tlaku umožňuje:

• Spolehlivou přípravu kalibračních standardů pro GC/MS, GC-FID, LC/MS či HPLC.
• Reprodukovatelné přenosy těkavých i viskózních rozpouštědel bez ruční intervence.
• Zvýšení throughput laboratorních analýz a minimalizaci lidské chyby.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších senzorů tlaku a teploty pro adaptivní řízení přenosu kapalin.
• Vyšší automatizace provedení komplexních přípravných kroků, včetně derivatizace a ředění.
• Využití strojového učení pro optimalizaci přenosových protokolů podle vlastností vzorku.
• Rozšíření aplikací do oblasti biochemie, potravinářství a farmacie pro přenos hustých proteinových roztoků či viskózních lipidů.

Závěr

Optimalizací teploty, tlaku v přijímací vialce a využitím pokročilých softwarových funkcí MPS s Balance a Purge Tool Options bylo dosaženo výrazného zlepšení přesnosti a preciznosti automatiky přenosu kapalin s extrémními vlastnostmi. Tento přístup přispívá ke zvýšení kvality analytických dat a efektivity laboratoří.

Reference

• GERSTEL Application Note No. 187 Automating the Accurate Transfer of Highly Volatile to Highly Viscous Liquids using a Bench-top Workstation, 2016