Happoanalyysimenetelmän kehitys ja validointi HPLC -laitteelle

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Lappeenrannan teknillisellä Yliopistolla. Työn tarkoituksena oli kehittää HPLC–analyysimenetelmä mahdollisimman monen orgaanisen hapon samanaikaiseen määrittämiseen. Menetelmää käytettäisiin rutiinianalytiikassa. Menetelmässä käytettiin yhdisteiden erottamiseen ioniekskluusiokromatografiaa ja detektointiin kahta eri detektoria, UV ja RI. Toisena tehtävänä oli tehdä kirjallisuuskatsaus happojen määrittämiseen GC/FID:lla.

Kehitettävä menetelmä optimoitiin ja validoitiin. Validoinnissa tutkittiin toteamis- ja määritysrajaa, lineaarista mittausaluetta, spesifisyyttä ja selektiivisyyttä, täsmällisyyttä, tarkkuutta, herkkyyttä ja mittausepävarmuutta.

Työssä päädyttiin 16 hapon määrittämiseen. Laskennalliseksi toteamisrajaksi saatiin UV-detektorilla 0,7 ppm ja määritysrajaksi 2,3 ppm. RI-detektorilla toteamisraja oli 0,8 ppm ja määritysraja oli 2,5 ppm. Menetelmän lineaariseksi mittausalueeksi saatiin suurimmalle osalle hapoista 10 – 10 000 ppm. Spesifisyys- ja selektiivisyys–tulosten perusteella näytematriisi häiritsee joidenkin happojen määrittämistä. Huono resoluutio ja näytteessä olevat epäpuhtaudet aiheuttivat suuria saantoprosentteja, jotka nostivat epävarmuutta. Menetelmä oli kuitenkin täsmällinen ja tarkka yksinkertaisella näytteellä.

Validoitu menetelmä vaatii lisää kehittämistä luotettavan kvantitatiivisen 16 hapon määrittämiseksi HPLC:lla. Menetelmässä ei ollut laimennuksen ja suodatuksen lisäksi erillistä näytteenkäsittelyä. Näytteenkäsittelyn lisääminen menetelmään voi parantaa tuloksia.

GC:lle löydettiin kolme erilaista ajomenetelmää happojen määrittämiseksi FID:lla. Menetelmillä on analysoitu yhteensä 10 happoa, mutta useammankin hapon määrittäminen voi olla mahdollista.

This thesis was made at Lappeenranta University of Technology. The purpose was to develop a method that can analyze as many organic acids as possible with HPLC. The method would be used in routine analytics. In this method compound were separated using ion exclusion chromatography and detected with two different detectors, UV and RI. The second task was to make a literature review to determine acids by GC/FID.

The developed method was optimized and validated. The parameters studied in validation were limits of detection and quantification, linearity, specifity and selectivity, precision, accuracy, sensitivity and measurement uncertainty.

The word resulted in the determination of 16 acids. Calculated detection limit of 0.7 ppm and determination limit of 2.3 ppm was obtained with UV-detector. RI-detector detection limit was 0.8 ppm and determination limit was 2.5 ppm. Methods linear measurement range were majority of the acids 10 – 10 000 ppm. Based on the results of specifity and selectivity sample matrix interferes the determination of some acids. Weak resolution caused large recovery results that increased measurement uncertainty. However, the method was precise and accurate with a simple sample.

Validated method requires more development to be reliable for quantitative determination of 16 acids by HPLC. The method did not include separate a sample process besides dilution and filtering. The results may improve by adding to the method sample process.

For GC there was found three different methods to determinate acids with FID. The methods have been used to analyze in total of 10 acids but it may be possible to determine several more acids.