Orgaanisten epäpuhtauksien määrittäminen jauhemaisista näytteistä. FT Satu Ikonen, Teknologiakeskus KETEK Oy Analytiikkapäivät 2012, Kokkola

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Orgaanisten epäpuhtauksien määrittäminen jauhemaisista näytteistä. FT Satu Ikonen, Teknologiakeskus KETEK Oy Analytiikkapäivät 2012, Kokkola"

Tarja Nurmi
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Orgaanisten epäpuhtauksien määrittäminen jauhemaisista näytteistä FT, Teknologiakeskus KETEK Oy Analytiikkapäivät 2012, Kokkola

2 TEKNOLOGIAKESKUS KETEK OY Kokkolassa sijaitseva yritysten osaamisen kehittämiseen erikoistunut teknologiakeskus Tutkimus ja kehitys Analyysi ja testaus Aluekehitys Tila-, henkilöstö- ja laitevuokraus FINASin akreditoima testauslaboratorio Laatujärjestelmä pohjautuu standardiin EN ISO 17025

ja testaus Aluekehitys Tila-, henkilöstö- ja laitevuokraus FINASin

3 Orgaaniset epäpuhtaudet Orgaaniset epäpuhtaudet voivat olla peräisin valmistusprosessista mm. lähtöaineet, välituotteet, reagenssit, liuottimet, katalyytit ja reaktion sivutuotteet voivat olla myös lisäaineita Esim. lääkeaineiden seasta orgaanisten epäpuhtauksien määrittäminen välttämätöntä Myös muiden kemikaalien sisältämät orgaaniset yhdisteet voi olla tarpeen määrittää

4 Orgaaniset epäpuhtaudet Haihtuvat orgaaniset yhdisteet voidaan määrittää esim. kaasukromatografisesti Haihtumattomien orgaanisten yhdisteiden määritys onnistuu usein HPLC:lla (myös pienissä pitoisuuksissa) HPLC

5 HPLC analyysimenetelmän kehitys 1) Näytteen taustatiedot 2) Näytteen esikäsittely, erityisvaatimukset 3) Detektorin valinta ja asetukset 4) Menetelmän käytännöllisyys: proseduurin testaus ja arviointi 5) Analyyttisen menetelmän optimointi 6) Menetelmän muokkaus 7) Menetelmän käyttö puhdas materiaali, kvantitatiivinen kalibrointi tai kvalitatiivinen tunnistus 8) Menetelmän validointi Snyder et al. 1997, 1-3

Analyyttisen menetelmän optimointi 6) Menetelmän muokkaus 7) Menetelmän käyttö puhdas materiaali,

6 Näytteen valmistus Valmistetaan sopiva liuos injektoitavaksi kolonniin Usein tärkein ja aikaa vievin osuus tavoitteena poistaa häiriötekijöitä suojata kolonnia tuottaa edustava näyte saattaa näyte oikeaan muotoon konsentroida analyytti derivatisoida analyytti detektointia varten tai paremman erottumisen varmistamiseksi Jauhaminen, uutto, derivatisointi

näyte saattaa näyte oikeaan muotoon konsentroida analyytti derivatisoida analyytti

7 Menetelmänkehitys CASE Sorbitolipitoisuuden määrittäminen jauhemaisesta näytteestä (metallisuola) Valittiin menetelmäksi korkean erotuskyvyn nestekromatografia Haihtumaton analyytti Epäorgaaninen matriisi ei häiritse Käytettävissä HPLC-laite, jossa UV-detektori Käänteisfaasitekniikka (monoliittinen C18-kolonni)

nestekromatografia Haihtumaton analyytti Epäorgaaninen matriisi ei häiritse

8 HPLC-laitteisto Shimadzu Prominence Korkeapaineinen ja matalapaineinen gradienttiyksikkö Termostoitu automaattinen näytteensyöttäjä Termostoitu fraktionkerääjä Diodirividetektori

9 Sorbitoli D-glusitoli Sokerialkoholi Muodostuu elimistössä glukoosin pelkistyessä Käytetään elintarviketeollisuudessa makeutusaineena Käytetään lisäaineena myös muissa prosesseissa Alifaattinen, sisältää kuusi hydroksyyliryhmää

elintarviketeollisuudessa makeutusaineena Käytetään

10 Sorbitoli Ei sisällä kromoforeja Sorbitoli voidaan määrittää HPLC:lla suoraan käyttäen taitekerroindetektoria Ei havaita suoraan UV-detektorilla Voidaan kuitenkin derivatisoida

11 Case-Sorbitoli - Haasteet Varmistaa johdannaisen valmistuksen kvantitatiivisuus Löytää sopivat uutto-olosuhteet Löytää sopivat ajo-olosuhteet Potentiaalisia ongelmia: Reaktion kvantitatiivisuus epävarmaa (esteröintireaktio reversiibeli) Tuotteen mahdollinen epästabiilius

ajo-olosuhteet Potentiaalisia ongelmia: Reaktion kvantitatiivisuus

12 Case-Sorbitoli - Johdannaisen valmistus Sorbitoli reagoi p-nitrobetsoyylikloridin kanssa (menetelmä pohjautuu Nojiri et al., J. Chromatogr. A, 893, 2000, ) Esteröintireaktio Liuottimena toimiva pyridiini katalysoi Lämmitys, kuivat olosuhteet Reaktio ajetaan loppuun käyttämällä suurta ylimäärää happokloridia

13 Case-Sorbitoli - Johdannaisen valmistus Reaktiota testattiin puhtaalla sorbitolilla Reaktio-olosuhteiden optimointi Havaittuja ongelmia: Tuotteen niukkaliukoisuus osoittautui positiiviseksi ongelmaksi johdannainen saadaan helposti puhdistettua (pesu ja uudelleenkiteytys) tätä voidaan suoraan käyttää standardina menetelmässä

niukkaliukoisuus osoittautui positiiviseksi ongelmaksi johdannainen saadaan

14 Sorbitolijohdannaisen puhdistus ja karakterisointi 13 C NMR

15 Sorbitolijohdannaisen puhdistus ja karakterisointi 1 H NMR

16 Sorbitolijohdannaisen puhdistus ja karakterisointi HPLC

17 Case-Sorbitoli Kvantitointi Monoliittinen C18-kolonni Liikkuva faasi ACN:H 2 O (75:25) Detektointi 260 nm Käytettiin puhdistettua johdannaista standardina Määritettiin lineaarisuusalue ja mitattiin kalibraatiosuora pitoisuusalueella 0,06 60 µg/ml Piikin kvantitointi pinta-alaan perustuen Kalibraatiosuoran lineaarinen regressio 0,999 pitoisuusalueella Liukoisuus rajoittaa pitoisuusaluetta mittauksessa Näyte täytyy tarvittaessa laimentaa pitoisuusalueelle

pitoisuusalueella 0,06 60 µg/ml Piikin kvantitointi pinta-alaan perustuen Kalibraatiosuoran lineaarinen regressio

18 Case-Sorbitoli Menetelmän testaus Massa Pitoisuus Saanto Saanto Näyte (mg) (µg/ml, HPLC) (mg) (%) PS ,96 24,429 15,27 102,1 2 14,96 24,537 15,34 102,5 3 14,96 24,536 15,34 102,5 PS ,04 25,133 15,71 104,4 2 15,04 25,135 15,71 104,5 3 15,04 25,101 15,69 104,3 PS ,99 40,787 25,49 102,0 2 24,99 40,924 25,58 102,4 3 24,99 40,966 25,60 102,5 PS ,18 40,356 25,22 100,2 2 25,18 40,326 25,20 100,1 3 25,18 40,524 25,33 100,6

15,04 25,135 15,71 104,5 3 15,04 25,101 15,69 104,3 PS12-121-9 1 24,99 40,787 25,49 102,0 2 24,99 40,924 25,58 102,4

19 Case-Sorbitoli Menetelmän testaus 120,0 100,0 Saanto, % 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0

20 Reaktion kvantitatiivisuus? Reaktiota testattiin puhtaalla sorbitolilla Reaktio kvantitatiivinen, kunhan Lähtöaineet, liuottimet ja välineet kuivia PNBC-liuos tuoretta, tai käytetään kiinteää PNBC:tä Reaktioseos siirretään tuoreeltaan lämpökaappiin Reaktioseoksen lämpötila ei nouse reilusti yli 50 o C:een

Lähtöaineet, liuottimet ja välineet kuivia PNBC-liuos tuoretta, tai

21 Menetelmän testaus metallisuolamatriisilla Uutto-olosuhteiden optimointi EtOH(aq)-liuos vs. pyridiini Ultraääni Menetelmän siirrosvaiheiden minimointi HPLC-ajo-ohjelman optimointi (piikkien resoluutio, mittausaika, matriisi) Matriisihäiriöiden testaus lisäyksillä

22 Isokraattinen ajo ACN:H2O 75:25 Sorbitoliderivaatan retentioaika 7,9 min Gradienttiajo ACN:H2O 65:35 100:0 Sorbitoliderivaatan retentioaika 13,2 min

23 Case-Sorbitoli - Yhteenveto Menetelmä mahdollistaa sorbitolin määrittämisen UV-detektorilla varustetulla HPLC:lla Standardi mahdollista valmistaa nopeuttaa analyysiä Sorbitolin uutto optimoitu yksi työvaihe vähemmän nopeuttaa analyysiä ja pienentää virhemahdollisuuksia Analyysissä voidaan käyttää standardinlisäyksiä varmistamaan luotettavuutta

24 Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Kemiallisten menetelmien validointi ja mittausepävarmuus Leena Saari Kemian ja toksikologian tutkimusyksikkö

Kemiallisten menetelmien validointi ja mittausepävarmuus Leena Saari Kemian ja toksikologian tutkimusyksikkö Validointi Validoinnilla varmistetaan että menetelmä sopii käyttötarkoitukseen ja täyttää sille