DE19619790C2 - Verfahren zur beschleunigten Anreicherung von Analyten während der Festphasenmikroextraktion - Google Patents

Verfahren zur beschleunigten Anreicherung von Analyten während der Festphasenmikroextraktion

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleu­ nigung der Anreicherung von Analyten (z. B. Pestiziden) aus der flüssigen Phase (z. B. Wasser) in eine Mikrofaser (z. B. in eine mit einer polymeren Flüssigkeit beschichteten Fused silica Faser).
Es ist bereits bekannt, daß im Wasser befindliche Schadstoffe in einer Mikrofaser angereichert und anschließend mit Hilfe eines Gaschromatographen analysiert werden können. Diese als Festphasenmikroextraktion oder SPME (solid phase micro extrac­ tion) bekannte Technik wurde von Janusz B. Pawliszyn erfunden (EP-523 092 B1 vom 29.06.1994). Ein Überblick über die Leistungsfähigkeit dieser Methode wurde in der Zeitschrift Environ. Sci. Technol Vol. 28, Nr. 13, S. 569A-574A, 1994 publiziert.
Dabei wird eine mit einer festen Flüssigkeit (z. B. Polydimethyl­ siloxan) beschichteten Fused silica Faser in die Probenflüssig­ keit eingetaucht und die im Wasser befindlichen Schadstoffe (Analyte) in dieser Faser angereichert. Die angereicherten Stoffe werden anschließend im Injektor eines Gaschroma­ tographen thermisch wieder desorbiert und analysiert. Zeitlich läuft der Vorgang wie folgt ab (siehe auch Fig. 1):
  • 1. V1 Positionieren der Hohlnadel über der Probenflüssig­ keit
  • 2. V2 Herausschieben der in der Hohlnadel befindlichen Mikrofaser aus der Hohlnadel in die Probenflüssigkeit
  • 3. V3 Extraktion von Analyten aus der Probenflüssigkeit in die Mikrofaser. Dieser Zeitabschnitt wird als Analytanreicherungszeit bezeichnet
  • 4. V4 Zurückschieben der Mikrofaser in die Hohlnadel
  • 5. V5 Positionieren der Hohlnadel über dem Injektor eines Gaschromatographen
  • 6. V6 Durchstechen der Hohlnadel durch das Septum des Injektors und Positionieren der Hohlnadel im heißen Insert des Injektors
  • 7. V7 Herausschieben der Mikrofaser aus der Hohlfaser
  • 8. V8 Thermische Desorption der Analyten aus der Mikrofaser. Dieser Zeitabschnitt wird als Analytdesorptionszeit bezeichnet.
  • 9. V9 Zurückschieben der Mikrofaser in die Hohlnadel
  • 10. V10 Herausziehen der Hohlnadel aus dem Injektor des Gaschromatographen.
Der zeitliche Ablauf (Punkte V1 bis V10) kann sowohl manuell als auch automatisch mit Hilfe eines Autosamplers durchgeführt werden. Nachteilig sind bei dieser Methode die langen Anrei­ cherungszeiten beim Nachweis von Analyten im Spurenbereich. Um die Anreicherung zu verkürzen, wird üblicherweise während der Analytanreicherung die Probenflüssigkeit mit einem Magnetrührer gerührt.
Intensives Rühren der Probenflüssigkeit kann zu einem Verlust von Analyten führen, da das Rühren der gesamten Proben­ flüssigkeit eine verstärkte Wechselwirkung der Analyten mit den aktiven Zentren der inneren Gefäßoberflächen bedingt.
Die gleiche Beschleunigung der Analytanreicherung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Mikrofaser während der Anreicherung um ihre eigene Achse rotiert. Die Proben­ flüssigkeit wird dabei nicht gerührt.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt:
  • - Fig. 1 eine Vorrichtung zur Festphasenmikroextraktion und
  • - Fig. 2 die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum Stand der Technik.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur beschleunigten Anreicherung von Analyten in die Mikrofaser (1).
Am oberen Ende des Führungskolben (3) eines kommerziellen SPME- Halters wird mit Hilfe einer Gummikopplung (4) ein Elektro­ motor (5) installiert.
Nachdem die Mikrofaser (1) in die Probe eingetaucht ist (zeit­ licher Ablauf: Punkt V3), wird der Motor (5) eingeschalten, so daß die Mikrofaser (1) während der Analytanreicherung zusätzlich um ihre eigene Achse rotiert.
Die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahren sind in Fig. 2 dargestellt. Abgebildet ist die Größe der Peakfläche des a-HCH- Signals (Konzentration 1 µg/l) in Abhängigkeit von der Analyt­ anreicherungszeit (Minuten). Dabei wurde die Anreicherung statisch (d. h. durch bloßes Eintauchen der Faser in die Flüssigkeit) und mit zusätzlicher Rotation der Faser (neue Methode) durchgeführt.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen, führt die zusätzliche Rotation der Faser zu einer Beschleunigung der Anreicherung und damit zu einer Verkürzung der Analysenzeit.
Die Ergebnisse in Fig. 2 wurden mit Hilfe eines VARIAN-Auto­ samplers und der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung erzielt. Der Elektromotor (5) wurde dabei an der oberen Führung des Spritzenhalters befestigt. Die Bestimmung der Peakflächen erfolgte mit Hilfe eines SATURN II-Gerätes der Firma VARIAN.

Claims (2)

1. Verfahren zur Festphasenmikroextraktion, bei dem während der Analytanreicherung eine Mikrofaser (1) mit einer frei wählbaren Umdrehungsgeschindigkeit um die eigene Achse rotiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es automatisch mit Hilfe eines Autosamplers oder manuell mit Hilfe einer manuellen Mikrofaserhalterung durchgeführt wird.
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