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Smarte Lösungen beim Analyseverfahren Das Labor wird an seinen Innovationen gemessen

Wachsende Komplexität der Laborprozesse und die Zunahme gesetzlicher Regelungen sind starke Treiber im Markt für Mess-, Analyse- und Labortechnik. Automation, Optimierung, Vernetzung und weitere Qualitätszuwächse der Analyseergebnisse definieren das Labor der Zukunft. Ein Blick in die Praxis.

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Immer auf der Höhe der Zeit, stets die Anforderungen des Labors von heute und morgen im Blick: Lösungen, Produkte und Dienstleistungen aus dem Hause Axel Semrau erfüllen die Bedürnisse der Labore und ihrer Mitarbeiter zuverlässig.
Immer auf der Höhe der Zeit, stets die Anforderungen des Labors von heute und morgen im Blick: Lösungen, Produkte und Dienstleistungen aus dem Hause Axel Semrau erfüllen die Bedürnisse der Labore und ihrer Mitarbeiter zuverlässig.
(Bild: Axel Semrau GmbH & Co. KG)

Beispiel Lebensmittel, Getränke, Kosmetika und Verpackungen: In zahlreichen Produkten werden - produktionsbedingt - unerwünschte Mineralölrückstände gefunden. Diese Substanzen können in zwei Klassen eingeteilt werden: Gesättigte (MOSH – mineral oil saturated hydrocarbons) und aromatische Kohlenwasserstoffe (MOAH – mineral oil aromatic hydrocarbons).

Während die erste Substanzklasse im menschlichen Körper akkumuliert, steht die zweite im Verdacht, krebserzeugende Substanzen zu enthalten. Gründe für die Kontaminationen können recycelte Verpackungsmaterialien, die aus Zeitungen oder Zeitschriften erzeugt wurden sein. Dann sind die beim Druck verwendeten mineralölhaltigen Druckfarben verantwortlich für eine Gasphasenmigration in die Lebensmittel. Auch Havarien während des Transports oder der Produktion eines Lebensmittels sowie die Verwendung von Schmierstoffen auf Mineralölbasis innerhalb der Produktionskette zählen zu den Auslösern. Der Nachweis dieser Mineralölkontaminationen in Lebensmitteln ist aus Verbraucherschutzsicht daher von großem Interesse.

Schnelle und zuverlässige Analysen dank LC-GC-Kopplung

Mit der CHRONECT Workstation MOSH/MOAH bietet der Labortechnikspezialist Axel Semrau aus Sprockhövel in Nordrhein-Westfalen einen Komplettarbeitsplatz zur Bestimmung von Mineralölkontaminanten in Lebensmitteln, Futtermitteln, Verpackungen und Kosmetika an. Damit haben Labore die Gewähr, Proben schnell, zuverlässig und automatisiert zu analysieren.

Die Axel Semrau GmbH & Co. KG blickt auf fast 40 Jahre Erfahrung beim Vertrieb und der Entwicklung von Systemlösungen für die Chromatographie und Massenspektrometrie zurück. Das weltweit führende Unternehmen im Bereich der LC-GC-Applikationen (MOSH/MOAH, Cholesterin, PAK, Sterine) legt einen Schwerpunkt auf die effiziente Automatisierung von komplexen Arbeitsabläufen im Labor.

Bei der Bestimmung der Mineralölrückstände nutzt Semrau die bewährte Methode der Kopplung aus Flüssig- und Gaschromatographie mit abschließender Flammenionisationsdetektion. Die LC-GC-Kopplung gilt als Herzstück des Systems und gewährleistet neben dem hohen Probendurchsatz, eine gute Empfindlichkeit und reproduzierbare Werte. Durch die direkte Kopplung wird die Gefahr von Kontaminationen drastisch verringert.

Mastersoftware Chronos steuert alle Komponenten reibungslos

Komplexere Analyseprozeduren können durch das von Axel Semrau entwickelte Interface CHRONECT LC-GC reibungslos gesteuert werden. Dabei ist der Einsatz unterschiedlicher GC- und LC-Systeme möglich. Die Mastersoftware CHRONOS steuert Probengeber CHRONECT Robotic, LC und GC inklusive der Ventilschaltungen, sodass die komplette Methode einschließlich der Probenvorbereitung vollautomatisch abläuft.

Die Minimierung der Probenbearbeitungszeiten steht im Fokus

Beispiel PAK-Analytik: Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) gehören zu den am meisten untersuchten Kontaminanten in unterschiedlichen Matrices. Gründe dafür sind die teilweise sehr hohen Karzinogenität dieser Stoffgruppe und die weite Verbreitung. PAK entstehen bei unvollständigen Verbrennungen und Pyrolyseprozessen. In die Umwelt gelangen sie durch Rauchgase, gebunden an Staubpartikel oder Mineralölrückstände. In Lebensmittel gelangen sie entweder durch Eintrag aus der Umwelt, z.B. Staubpartikel auf großblättrigem Gemüse, oder durch Röst- und Räucherprozesse.

Die PAK-Bestimmung mit der nötigen Empfindlichkeit ist in der Vielzahl an möglichen Lebensmittelmatrices eine große Herausforderung für die Analytik. Allein die Probenvorbereitung ist umfangreich und zeitaufwändig. Ziel ist es diese Probenbearbeitungszeiten (Turn Around Time) zu verringern, ohne Einbuße bei analytischen Kenngrößen wie Empfindlichkeit, Präzision und Richtigkeit, den Probendurchsatz zu erhöhen. Auch hier bildet die CHRONECT LC-GC-Technologie von Axel Semrau eine ideale Grundlage für ein solches Applikationssystem.

Um PAK zu bestimmen, wird dabei eine einfache und schnelle Extraktion der Probe durchgeführt. Der Extrakt wird nach kurzer manueller Bearbeitung im LC-GC-System durch eine zweistufige LC-Trennung aufgereinigt (LC-LC-Clean-Up) und anschließend mittels GC-MS analysiert. Speiseöle können direkt vermessen werden. Durch ein intelligentes Matrixmanagement wird es möglich, die PAK, die von der Europäischen Behörde für Lebensmitelheit (EFSA) zur Analyse vorgeschrieben sind, vollautomatisch zu bestimmen. Je nach Detektor werden Nachweisgrenzen erreicht, die um den Faktor 100 geringer sind, als die vorgeschriebenen europäischen Grenzwerte für Säuglingsnahrung.

Mit der Sterinanalytik wird die Qualität von Ölen bestimmt

Beispiel Sterinanalytik: Wesentlicher Parameter für die Reinheit und Qualität von Ölen ist die Zusammensetzung der enthaltenen Sterine. Das gängige analytische Verfahren zur Bestimmung des Gesamtsteringehaltes sowie der prozentualen Verteilung unterschiedlicher Sterine in Fetten und Ölen ist zeitaufwändig und bedarf zahlreicher manueller Probenvorbereitungsschritte. Das System von Axel Semrau basiert ebenfalls auf der Technik der LC-GC-Kopplung wie bei MOSH/MOAH in Lebensmitteln und Verpackungen. Probenvorbereitungsschritte wie die Verseifung oder die Flüssig-Flüssig-Extraktion sowie weitere Vorbereitungen werden mit einem CHRONECT Robotic Autosampler vollständig automatisch durchgeführt. Nur durch das Konzept des CHRONECT Robotic mit mehreren unterschiedlichen Spritzen ist eine vollständige Automatisierung möglich.

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„Application Award 2020“ für die Analyse von Eigehalt

Beispiel Cholesterin: Die Bestimmung von Cholesterin wird routinemäßig in eihaltigen Lebensmitteln durchgeführt. Ziel ist es, die Menge der Zutat Vollei bzw. Eigelb zu ermitteln, da es sich hierbei um wertgebende Bestandteile handelt. Axel Semrau setzt bei der Entwicklung seiner Workstations auf praxisnahe Forschung und Konstruktion sowie Kooperationen mit Kunden und Herstellern. So wurde die Chronect Workstation Cholesterin gemeinsam mit dem Landes-Labor-Berlin-Brandenburg entwickelt. Das System wurde jüngst mit dem Application Award der Fachzeitschrift Laborpraxis ausgezeichnet. Die Publikation aus dem Hause der Vogel Communications Group würdigte damit die Verdienste bei der Entwicklung roboterunterstützer Lebensmittelanalytik.

Die Applikation analysiert den Cholestoringehalt in Lebensmitteln und kann darüber den Anteil an Ei in einem Produkt berechnen. Vom Zuführen des internen Standards bei der Probenvorbereitung, über die Dosierung weiterer Reagenzien bis hin zur Aufgabe auf die LC-GC übernimmt die Workstation alle nötigen Schritte im Arbeitsprozess. Robotergesteuerte Anwendungen dieser Art ermöglichen perspektivisch die Option, die Tätigkeiten von Laboranten teilweise ins Homeoffice zu verlagen, gerade in Zeiten der Corona-Pandemie ein großer Vorteil.

Das prämierte System ist ein Beispiel dafür, wie das Unternehmen Axel Semrau auf enge Zusammenarbeit mit seinen Kunden und Herstellern setzt. Die Zentrierung auf den Kunden zeigt sich auch darin, dass die Kunden auf Wunsch herstellerunabhängige Konfigurationen realisiert bekommen. Damit stehen den Laboren hochgradig individualisierte Werkzeuge zur Analyse zur Verfügung.

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