Automated Sample Handling and Analysis With NOVA: High-throughput electrochemistry

Význam tématu

Automatizované zpracování vzorků spojené s vysokopropustnou elektrochemickou analýzou představuje významný krok ke zvýšení efektivity, reprodukovatelnosti a přesnosti kvalitativních i kvantitativních měření. V praxi nachází uplatnění zejména ve farmaceutickém, potravinářském i environmentálním průmyslu, kde je třeba vyhodnocovat stovky až tisíce vzorků bez nutnosti neustálého dohledání operátora.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace je demonstrovat plně automatizované uspořádání pro elektrochemická stanovení, založené na kombinaci Metrohm 858 Professional Sample Processor a potenciostatů/galvanostatů Autolab ovládaných softwarem NOVA. Dokument popisuje sestavu přístrojů, jejich propojení i softwarové nastavení, jež umožňují vysokopropustné elektrochemické analýzy bez manuálních zásahů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro realizaci automatizovaného workflow byly použity následující přístroje:

• Metrohm 858 Professional Sample Processor s otočným zásobníkem na 22 vzorků (120 mL)
• Autolab potenciostat/galvanostat řízený softwarem NOVA
• Tři dávkovače Metrohm 800 Dosino připojené k věži vzorkovače přes MSB rozhraní (vzorek, nosné elektrolytické roztoky, standardní přídavky)
• Magnetický míchač Metrohm 801 připojený k MSB
• Remote Box Metrohm 6.2148.010 pro sběr dat z Level Control
• Membránová pumpa Metrohm 843 pro odsávání a přeplachování buněk, doplněná senzorem hladiny Metrohm 849

Propojení přístrojů probíhá skrze USB (hlavní řídicí rozhraní vzorkovače) a Daisy Chain vedení MSB kabelů. Plnění a vypouštění vzorků, nosných roztoků i čisté vody se řídí programově pomocí příkazů v prostředí NOVA.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementované řešení umožňuje:

• Automatické nabírání a dávkování vzorku přes jehlu dávkovače Dosino 1
• Přesné doplňování podpůrných elektrolytů a standardních přídavků
• Kontinuální míchání vzorku pod buňkou pro zajištění homogenity
• Automatické vyplachování a odtok buněčné komory s monitorováním hladiny v nádobách
• Integraci všech kroků přímo do měřící procedury v NOVA bez zásahu operátora

Diskuse ukazuje, že plně automatizovaný provoz podstatně redukuje systematické chyby způsobené lidským faktorem, zkracuje celkový čas analýzy a umožňuje nasazení ve vysoce propustných laboratořích.

Přínosy a praktické využití metody

Vysoce propustné elektrochemické analýzy s plnou automatizací šetří čas i náklady na pracovní sílu, zvyšují robustnost výsledků a zajišťují lepší trasovatelnost celého procesu. Metoda je vhodná pro:

• Kvantitativní stanovení stopových látek
• Testování vodíkových a kyslíkových elektrod
• Screening nových elektrochemických materiálů
• Kontinuální monitorování chemických procesů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti inteligentní automatizace, napojení na umělou inteligenci pro prediktivní údržbu a vyhodnocování dat v reálném čase. Integrace s cloudovými platformami a rozšíření portfolia chemometrických metod umožní ještě širší nasazení v průmyslové výrobě i výzkumu.

Závěr

Popsaná konfigurace Metrohm 858 Professional Sample Processor s Autolab přístroji řízenými softwarem NOVA představuje spolehlivou a vysoce propustnou platformu pro automatizovanou elektrochemickou analýzu. Díky modulárnímu uspořádání přístrojů a flexibilnímu softwarovému ovládání je možné snadno přizpůsobit systém požadavkům konkrétního pracovního postupu.

Reference

Žádné literární odkazy uvedeny nebyly.