Nuevos desarrollos en la preparación de muestras

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Nuevos desarrollos en la preparación de muestras

Tecnologías que mejoran el rendimiento y la productividad

Julián de la Mata Innovation Tour 2015

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Preparación de muestras en análisis de alimentos 2 SPE/SPME (Bond Elut) •Límites de detección •Automatización QuEChERS QuECherS Lípidos •Fácil de usar

•Ideal para muestras alimenticias

Extracción Líquido-líquido.(SLE , en soporte sólido ChemElut)

•Separación de fases

•A menudo lleva mucho tiempo

Filtration/Captiva

•Retirada de partículas •Retirada de lípidos

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SPME

Solid Phase Micro-Extraction (MicroExtracción en Fase Sólida)

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La SPME elimina las desventajas de la Técnicas clásicas

Volatiles

• Purge and Trap • Headspace

Semi-/No-Volatiles

• Extracción Líquido/Líquido (LLE, SLE) • Solid Phase Extraction (SPE)

• Supercritical Fluid Extraction (SFE)

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SPME

SPME elimina la mayoría de los inconvenientes de las Técnicas Clásicas,

puede usarse con muestras gaseosas y líquidas, para GC, LC, GC/MS, LC/MS con y sin automuestreadores

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1 2 4 6 3 5 7 8 10 9 11 12 13 14 15 16 17 18 1. -HCH 2. -HCH 3. -HCH 4. Heptachlor 5. -HCH 6. Aldrin 7. Heptachlor epoxide 8. Endosulfan I 9. 4,4’-DDE 10. Dieldrin 11. Endrin 12. 4,4’-DDD 13. Endosulfan II 14. 4,4’-DDT 15. Endrin aldehyde 16. Endosulfan sulfate 17. Methoxychlor 18. En Endrin ketone Con agitación Sin agitación 2 ppb de pesticidas en agua

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Preparación de la Muestra por SPE Offline SPE Offline

• 1000 mL transportados al laboratorio • Concentración de Trazas en cartucho

o disco

• Elución con pocos ml de disolvente, secado, reconstitución en disolvente adecuado para separación por LC o GC

• 1 mL muestra se carga en un vial del autosampler • 2-20 µL se inyectan en el cromatógrafo

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Ventajas de SPE Offline

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Múltiples métodos publicados disponibles con esta técnica

Amplia Variedad de tipos de sorbente disponibles en función de las propiedades de los distintos analitos y de las distintas matrices

Concentración de analitos para conseguir menores límites de detección a la vez que eliminan interferencias que originan ruido Adecuado para una amplia variedad de equipos instrumentales

La preparación Offline no bloquea al equipo durante la preparación, manteniendo la flexibilidad

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Preparación de Muestras Online para análisis por LC-MS/MS

SPE Online (enriquecimiento de trazas)

• 100% muestra preparada se carga en el equipo • Volumen puede ser <5 mL

• Combinado con detectores más sensibles (MS/MS)

• Se simplifica la logística de hacer llegar las muestras al laboratorio

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Ventajas de la SPE online

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Aproveche la sensibilidad de los sistemas LC-MS/MS con SPE online

Utiliza la muestra completa para lograr bajos límites de detección

Se necesitan pequeños volúmenes de muestra– menores costos de almacenamiento y transporte

Reduce las posibilidades de error causadas por el manejo de muestras.

Ahorro en costes de disolventes – tanto en la compra como en los desechos

No require pasos de evaporación.

No require reconstitución

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QuEChERS : Una innovadora preparación de muestras para el análisis alimentario y

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¿Qué es QuEChERS (pronunciado “Catchers”) • Quick, Easy, Cheap, Effective, Robust and Safe , QuEChERS

(Rápido, Fácil,Barato,Efectivo, Robusto y Seguro, RaFaBERS)

• Metodología para una extracción simplificada de un gran número de

residuos de pesticidas multiclase y multiresiduo en frutas y vegetales

• Desarrollado conjuntamente por la USDA (2003) y por las Agencias

Reguladoras de Alimentos Europeas (método prEn 15662: 2007)

• QuEChERS es un método de preparación de muestra rápido para hacer screening de analitos de interés, no para concentrar muestra.

Page 11 Método Luke o SPE tradicional QuEChERS Beneficio

Tiempo estimado para procesar 6 muestras (min)

120 30 4x más rápido

Solvente usado (mL) 90 mL 10mL 9 x menos solvent

Desechos clorados (mL) 30 mL Ninguno Más seguro, más

ecológico, menos costo Equipo especializado, material

de vidrio

Embudo, baño de agua, contenedores de 200mL , evaporador, etc.

Ninguno No se necesitan

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La última tecnología en la extracción de Lípidos

EMR-Lipid

Enhanced Matrix Removal

EMR: Tan fácil de usar como QuEChERS; tan límpio como la SPE

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EMR se adapta perfectamente en los actuales flujos de trabajo.

Tubos EMR-Lipid (p/n 5982-1010)

Tubos EMR-Polish (p/n 5982-0101) Tubos de Extracción

QueChERS

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Sorbent EMR - ¿Qué es?

Cuando se active con agua…

- Las interacciones hidrofóbicas selectivas entre los materiales aumentan.

- Suspensión de nano particulas (alta area superficial).

- Interacciona rápidamente con los grupos funcionales “tipo-Lípidos” de cadena recta.

Mecanismo EMR-Lipid –

Exclusión molecular e interacción hidrofóbica combinadas

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… ¿ y qué hace?

El sorbente EMR retira los Lípidos

¿qué son los lipidos?

Un tipo de hidrocarburos naturales que contienen compuestos concocidos como grasas y aceites

Acidos Grados Libres

Trigliceridos

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¿Con qué no interaccióna EMR?

EMR NO elemina los analitos de interés

¿Excepciones?

Compuestos que contengan grupos funcionales con largas cadenas alifáticas (e.g. prostaglandinas)

Fluoroquinolonas Tetracyclines

Vitamina D

PAHs

Pesticidas organoclorados

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EMR se adapta perfectamente en flujos de trabajo existentes

QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)

• Preparación de muestra fácil de usar para análisis de alimentos, muestras sólidas (e.g. vegetales, frutas, carnes, pescados, etc.)

Aplicaciones EMR :- Residuos de plaguicidas en Aguacate,

Extracción líquida modificada (Precipitación Protéica) • Las proteinas se eliminan con una precipitación antes de

la inyección o cleanup (e.g. leche, carne, pescado, etc.)

Aplicaciones EMR :- PAHs en Salmon,

- Fármacos veterinarios en hígado bovino

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Pros

• Fast and inexpensive • Takes minimal experience

• Doesn’t require special equipment • Accommodates multiple matrices • Accommodates large analyte groups

Cons

• Large amount of coextractives

Mejorando la dSPE en QuEChERS

1. Extraction _{2. Dispersive SPE}

Pros

• Same as extraction

Cons

• Minimal cleanup provided • Can remove analytes

• Lipids are challenging to remove selectively 19 Extracción SPE Dispersiva Pros • Rápido y barato • No se requiere experiencia • No se requiere equipamiento especial

• Aplicable a múltiples matrices • Aplicable a gran grupo de analitos Contras

• Gran cantidad de interferencias

Pesar muestra Añadir agua, QC std y std interno

Añadir Acetonitrilo

Agitar o Vortex

Añadir paquete de sales Agitar 1 minuto _{Centrifugar a} 4000 rpm, 5 min

Separar fase de acetonitrilo

Elegir el kit de dispersiva y añadir el extracto de acetonitrilo

Vortex 1 minuto Centrifugar a 4000 rpm, 5 min

Tomar una aliquota de sobrenadante y secar o diluir

Poner en vial del automuestrador para análisis por GC o LC

Pros

• Las mismas que la extracción Contras

• Proporciona una mínima limpieza • Puede eliminar analitos

• Es difícil eliminar los lípidos selectivamente

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QuEChERS Tradicional versus QuEChERS EMR-Lipid

Transferir al Vial de análisis Transferir al Vial de análisis

Standard QuEChERS EMR QuEChERS

Extracción/Partición (6 pasos) Extracción/Partición (6 pasos)

↓ ↓

Mezclar y Centrifugar Mezclar y Centrifugar

↓ ↓

Transferir Muestra a dSPE (sorbentes)

Transferir Muestra a dSPE (sorbentes & H₂0)

↓ ↓

Evaporar y reconstituir o diluir Tubo Polish

↓ ↓

Filtrar Precipitado Evaporar y reconstituir o diluir

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Mejorando los flujos de Trabajo de las Extracciones Líquidas 2. Añadir la muestra de alimento 1. Añadir solvente de precipitación. (ACN) Sal Proteinas Lipidos Analitos

3. Mezclar para precipitar proteinas.

4a. EMR dSPE y Polish. 4b. SPE y/o GPC.

Transferir para analiisis

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Extracción Líquida Tradicional versus EMR-Lipid

Transferir al Vial de análisis Transferir al Vial de análisis

Extracción Líquida con SPE/GPC Extracción Líquida EMR

Añadir Muestra y Acetonitrilo Añadir Muestra y Acetonitrilo

↓ ↓

Pretratamiento de Muestra Transferir Muestra y H₂O a EMR dSPE

↓ ↓

SPE y/o GPC Mezclar y Centrifugar

↓ ↓

Evaporar y reconstituir o diluir Tubo Polish

↓ ↓

Filtrar Precipitado Evaporar y reconstituir o diluir

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EMR – Lipid – dSPE Cleanup

A B C D

E

A. QuEChERS o Extracto Líquido

B. Añadir H₂O al tubo EMR (“activación”) C. Transferir extracto

D. Vortex y centrifugación

E. Sobrenandante (1:1; extracto: H₂O)

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EMR – Polish – Separación de fase ACN/H₂O

A B C D

E

A. Añadir sobrenadante al tubo EMR – Polish B. Vortex inmediatamente

C. Separacion de fases después de centrifugación D. Transferir la capa superior para análisis

E. División final de la muestra para analisis por GC y LC.

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GC-MS Fullscan de Aguacate

Aguacate – sin tratar

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GC-MS Fullscan de Aguacate

Aguacate – sin tratar

Aguacate – tratado con EMR

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GC-MS Fullscan de alimento para animales

Muestra– sin tratar

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GC-MS Fullscan de alimento para animales

Muestra – sin tratar

Muestra – tratado con EMR

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GC-MS Full Scan– Aceite de Aguacate

Extracto Crudo Aceite Aguacate

Extracto EMR – Lipid

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GC-MS Fullscan de Espinacas- Eliminación de pigmentos

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Blanco de matriz de espinacas con EMR cleanup

Blanco de matriz de espinacas sin cleanup

Blanco de matriz de espinacas con Q-Pigment dSPE cleanup

Blanco de matriz de espinacas con Q-Universal dSPE cleanup

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 4500000 5000000 Time--> Abundance

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Conclusiones

• EMR-Lipid proporciona la retirada de lípidos más completa de todos los sorbentes que hay en el mercado.

• Alcanza el nivel de limpieza del SPE con la simplicidad de la dSPE.

• EMR es un procedimiento universal para una gran variedad de tipos de muestra y analítos.

• Se han validado aplicaciones clave con EMR y se ha demostrado

mejor recuperación, mayor precisión, y una gran disminución del

efecto matriz en los instrumentos y resultados.

• EMR se puede implementar inmediamente como dSPE en flujos

de trabajo existentes como son QuEChERS y Extracción Líquida

modificada.