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Dynamische Headspace

Duftstoffe in Kinderspielzeug sensitiv bestimmen

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Alle in dieser Arbeit zusammengefassten GC/MS-Experimente wurden im Scanmodus durchgeführt und mithilfe der extrahierten Ionenchromatogramme analysiert, schildern Masuck et al.: „Wir wählten den Scanmodus, um auch andere aus unseren Proben austretende oder übergehende Verbindungen abgesehen von den erwähnten allergenen Duftstoffen zu erfassen und identifizieren.“ Hätte man rein auf die Sensitivität und den Nachweis der Zielanalyten fokussiert, wäre ein Akquisitionsverfahren im Single-Ion-Monitoring-Modus besser geeignet gewesen, erklären die Wissenschaftler. Die Extraktion der parfümierten Spielzeugteile verlief für DHS und HS-SPME in zunächst ähnlicher Weise: Das mit Probenmaterial bestückte und verschlossene Headspace-Vial wurde 10 min lang bei 70 °C inkubiert. Anschließend erfolgte die Analyse mit HS-SPME bzw. DHS; im letzten genannten Fall wurde der Headspace mit 200 mL Stickstoff mit einem Fluss von 50 mL/min über ein mit etwa 70 mg Tenax-TA (25 °C) – einem bewährten Adsorbens – gefüllten Desorptionsröhrchen gespült und die Duftstoffe dort eingefangen. Es folgten ein Trocknungsschritt und die automatisierte thermische Desorption der Analyten in der TDU sowie deren Überführung im Trägergasstrom (Helium) auf das GC/MS-System. Die Analyten wurden im GC-Eingang (KAS) cryofokussiert und temperaturprogrammiert auf die GC-Säule überführt. Die FE-DHS gestaltet sich naturgemäß ein wenig anders: Die ausgestanzte Materialprobe wurde gewogen und mit Ethylacetat unter Verschluss bei Zimmertemperatur unter Schütteln extrahiert. Ein Aliquot des Extrakts wurde in ein Headspace-Vial überführt, das verschlossen und zur weiteren Analyse auf den MPS gestellt wurde. Hier erfolgte die Totalverdampfung der Probe, in deren Verlauf verbleibendes Lösemittel zusätzlich zum Trocknungsschritt der gängigen DHS-Methode für zwei Minuten über den Splitausgang der TDU im Solvent Vent Mode bei 25 °C aus dem System entfernt wird. Nach der Desorption im TDU wurden die Analyten im Kaltaufgabesystem (KAS) cryofokussiert. Dem schloss sich schließlich die GC/MS-Analyse an.

FE-DHS und DHS ermöglichen genauere Ergebnisse

Die beschriebenen vollautomatisierten HS-SPME-, DHS- und FE-DHS-Verfahren ermöglichten die Bestimmung von 24 in der Richtlinie 2009/48/EG gelisteten Duftstoffallergenen in parfümierten Spielzeugen ohne komplexe Probenvorbereitung, schlussfolgern Masuck et al. Mit den HS-SPME- und DHS-Verfahren habe man Duftstoffkonzentrationen im Bereich von Nanogramm pro Gramm Probenmaterial detektieren können; die Methoden seien geeignet, die Emission allergener Duftstoffe aus Echtproben zu bestimmen, bevor teure und zeitaufwändige Emissionskammermessungen zur Anwendungen kommen, sind die Wissenschaftler überzeugt. Einen Beleg für die Güte der Headspace-Analyse erbrachte die Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit den zuvor durchgeführten Messkammeruntersuchungen. Auf der anderen Seite habe die Quantifizierung der Duftstoffe mittels FE-DHS Werte im µg-Bereich pro Gramm Material ergeben, was Masuck et al. dem vorgeschalteten Extraktionsschritt zuschreiben: „Die erhaltenen Werte korrelieren gut mit dem tatsächlichen Gehalt an Duftstoffen, die aus dem Material extrahiert und per konventioneller Flüssiginjektion mit dem GC/MS-System analysiert wurden.“ Mittels DHS und FE-DHS ließen sich zudem Duftstoffe im Spielzeugmaterial identifizieren, die dem HS-SPME-Verfahren durch die Maschen gingen. Darüber hinaus zeigte sich die FE-DHS-Methode als deutlich sensitiver als die HS-SPME oder die DHS. „Daher würden wir das FE-DHS-Verfahren als Verfahren der Wahl für das Screening von Duftstoffallergenen in parfümierten Spielzeugen vor der Aufnahme aufwändiger Emissionsversuche vorschlagen“, resümieren Masuck et al.

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Literatur:

[1] I. Masuck, C. Hutzler, A. Luch, Screening of fragrances in scented toys: a comparative study of different headspace techniques coupled to GC-MS, Anal. Methods, 2013, 5, 508

* G. Deußing:Redaktionsbüro Guido Deußing, 41464 Neuss

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