Carbon isotope analyses on dissolved inorganic carbon of seawater samples: Sample preparation and analysis using the GasBench Plus System

Význam tématu

Analýza izotopových poměrů vanilinu je klíčová pro rozlišení přírodních a syntetických surovin v potravinářství a aromatice. Vzhledem k vysoké ceně přírodní vanilky a riziku podvodů poskytuje izotopová charakterizace spolehlivý nástroj pro ověření autenticity.

Cíle a přehled studie

Tato technická poznámka předkládá standardní provozní postup pro měření δ13C, δ2H a δ18O vanilinu v extraktech z vanilových lusků. Cílem je nabídnout reprodukovatelnou metodiku umožňující třírozměrné izotopové rozlišení zdrojů vanilinu.

Použitá metodika

Vzorky (čistý prášek i tekuté extrakty) se připravují v methyl-terc-butyl-etheru (MTBE), homogenizují a vstřikují (1–3 μl) do plynového chromatografu. Po chromatografickém dělení se část eluátu vede do hmotnostního spektrometru (MS) pro identifikaci a kvantifikaci a zbytek do izotopového spektrometru (IRMS). Pro δ13C se využívá spalovací reaktor, pro δ2H vysoce teplotní konverze (HTC) a pro δ18O speciální konverzní reaktor. Data se normalizují pomocí dvoubodové (nebo vícebodové) kalibrace na referenční materiály a kontrolní vzorky v sekvenci měření podle předepsaných postupů.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific TRACE Series GC se sloupci TraceGOLD TG-5MS
• TriPlus RSH autosampler s iConnect SSL injektorem
• ISQ Series Single Quadrupole MS pro identifikaci a kvantifikaci
• GC IsoLink II Conversion Interface ConFlo IV Universal
• DELTA Series IRMS pro měření δ13C, δ2H a δ18O

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje jasné vymezení peaku vanilinu s vysokým rozlišením a kvalitními izotopovými signály. Opakovatelnost je 0,1–0,2 ‰ pro δ13C, 1–2 ‰ pro δ2H a 0,3–0,4 ‰ pro δ18O. Dlouhodobá stabilita byla prokázána v období přes 3 roky s minimálními odchylkami.

Přínosy a praktické využití metody

Díky kombinaci strukturální MS detekce a přesné izotopové analýzy poskytuje metoda komplexní nástroj pro ověření původu vanilinu v potravinářských, farmaceutických i kosmetických aplikacích. Umožňuje rozlišit přírodní, nature-identical i syntetické vzorky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření postupu na další aroma-sloučeniny a bioaktivní látky
• Integrace kapalinové chromatografie s IRMS pro méně těkavé analyty
• Miniaturizace a plná automatizace přípravy vzorků
• Využití strojového učení pro predikci původu a odhalování podvodů
• Mezilaboratorní srovnávací studie a rozšíření databází referenčních materiálů

Závěr

Předložený standardní postup umožňuje přesné a reprodukovatelné stanovení δ13C, δ2H a δ18O u vanilinu v extraktech. Hybridní GC-MS-IRMS systém poskytuje souběžnou identifikaci sloučeniny a izotopovou analýzu z jednoho vzorku. Dodržení popsaných postupů a pravidelná kontrola kvality zaručují dlouhodobou spolehlivost dat.

Reference

1. Hoffman PG, Salb M. J Agric Food Chem. 1979;27(2):352–355.
2. Greule M, Tumino LD, Kronewald T, Hener U, Schleucher J, Mosandl A, Keppler F. Eur Food Res Technol. 2010;231:933–941.
3. Sølvbjerg Hansen AM, Fromberg A, Frandsen HL. J Agric Food Chem. 2014;62(42):10326–10331.
4. Bensaid FF, Wietzerbin K, Martin GJ. J Agric Food Chem. 2002;50(22):6271–6275.
5. Dunn PJH, Carter JF, eds. Good Practice Guide for Isotope Ratio Mass Spectrometry. 2nd ed. FIRMS; 2018. ISBN 978-0-948926-33-4.
6. Werner RA, Brand WA. Rapid Commun Mass Spectrom. 2001;15:7.