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Effizient automatisiert Vitamine bestimmen

Säuglingsnahrung: Nur das Beste für die Besten?

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Experimentelle Details

Foster et al. untersuchten im Rahmen der Methodenentwicklung pulverförmige Säuglingsnahrung, die von Eurofins zur Verfügung gestellt wurde und die durch An­mischen mit Wasser verzehrfähig gemacht wird. Stammlösungen von Vitamin A-Palmitat (1.000 μg/mL), Vitamin A-Acetat (200 μg/mL), Vitamin E-Acetat (1 mg/mL), α-Tocopherol (1 mg/mL) und Vitamin K1 (220 μg/mL) wurden mit zertifizierten Standards in Isooctan angesetzt. Zur Analyse kam Nahrungsmittelpulver wie auch rekonstituierter, sprich mit Wasser (HPLC Grade) angerührter Nahrungsbrei. Während der Vorbereitung, Extraktion und Analyse habe man darauf geachtet, schildern die Applikationsexperten, dass die Proben in Behältern aus Braunglas aufbewahrt und vor Licht geschützt waren. Sechs Replikate der pulverförmigen wie auch der rekonstituierten Säuglingsnahrungsproben seien zur Bestimmung der Mess- und Methodengenauigkeit an drei unterschiedlichen Tagen extrahiert worden.

Roboter im Einsatz

Foster et al. verwendeten für die Automatisierung der Probenvor­bereitungen einen Multi-Purpose-Sampler (Gerstel-MPS robotic pro) als Workstation, sprich nicht angebunden an das zur späteren Analyse eingesetzte HPLC-System (Agilent HPLC Serie 1200) mit UV- und Fluoreszenzdetektion. Die Trennung der Analyten erfolgte auf einer Thermo Fisher Betasil 100 Si-60 Analysesäule (3,0 x 200 mm, 3 μm). Die experimentelle Phase machte laut Foster et al. den großen Einfluss einer zuverlässig und gründlich verlaufenden Mischung von Probe und Zutaten sowie im Weiteren der für die Flüssig-Flüssig-Extraktion der Analyten eingesetzten Chemikalien deutlich. Sie erfolgte in der von ihnen entwickelten Methode automatisch mittels eines leistungsstarken Mixers (Gerstel-quick-Mix), der sich optional in die Sampler-Umgebung einbinden lässt. Für die Trennung des resultierenden Mehrphasensystems wurde eine Zentrifuge (Gerstel-CF 200) in den automatisierten Probevorbereitungszyklus integriert. Blicken wir auf einige wichtige Details:

Bildergalerie

A und O: gründliches Mischen

Vitamin A und E: Der MPS gibt 0,700 mL Wasser zur pulverförmigen Probe (0,0875 g), keines jedoch zur rekonstituierten Probe. Die Probe wird geschüttelt und durchmischt (30 s, 1.500 U/min). 4,375 mL Methanol werden in mehreren Hüben hinzu dosiert und die Probe nach jeder Zugabe gemischt (30 s, 1.500 U/min). Es folgt eine zehnminütigen Absetzphase, dann die Hinzugabe von 1,750 mL Isooktan (mischen 45 s,1.500 U/min), gefolgt von 0,875 mL Wasser (mischen 20 s, 1.500 U/min). Durch Zentrifugation schließt sich die Phasentrennung (10 min, 3.000 U/min) an. Aus dem Überstand entnimmt der MPS 0,5 mL und dosiert die Isooktanlösung in ein sauberes, bernsteinfarbenes 2-mL-Vial.

Vitamin K1: Der MPS fügt der pulverförmigen Probe (0,0438 g) 0,700 mL Wasser und der rekonstituierten Probe 0,350 mL Wasser zu. (Mixen 30 s, 1.500 U/min). Der Sampler dosiert insgesamt 4,375 mL Methanol in mehreren Schüben hinzu, verbunden mit jeweils einer Durchmischung (30 s, 1.500 U/min). Es folgt eine zehnminütige Absetzphase. Der MPS gibt 1,750 mL Isooktan zur Probe (mischen für 45 s bei 1500 U/min), dann 0,875 mL Wasser (mischen 20 s bei 1.500 U/min). Die Phasentrennung erfolgt durch Zentrifugation (10 min, 3.000 U/min.). Zur weiteren Verwendung dosiert der MPS 0,5 mL des Isooktan-Überstandes in ein sauberes, bernsteinfarbenes 2-mL-Autosamplervial.

Resultate auf einen Blick

Als Ergebnis ihrer Studie hätten sie zeigen können, berichten Foster et al., dass „sich Flüssig-Flüssig-Extraktionen, wie sie in den ‚AOAC Official Methods 2012.09‘ und ‚2015.09‘ zu finden sind, problemlos automatisieren lassen". Die Extraktion der Vitamine K1, A und E aus (pulverförmiger und rekonstituierter) Säuglingsnahrung mit der von den Applikationsexperten entwickelten automatisierten Methode habe sich als akkurat und präzise herausgestellt. Die Genauigkeit der Vitaminbestimmung in der als Pulver vorlegten Säuglingsnahrung habe demnach im Bereich von 96,2 und 101 Prozent gelegen, die Standardabweichung (RSD) zwischen 0,8 und 2,1 Prozent.

Für die rekonstituierte Säuglingsnahrung habe die Analysengenauigkeit bei durchschnittlich 99,2 Prozent gelegen; die ermittelten Werte rangierten zwischen 97,5 und 101 Prozent. Die Standardabweichung wurde im Mittel mit 1,14 Prozent angegeben, wobei sich die Bandbreite von 0,7 bis 2,1 Prozent erstreckt habe. Als für die spätere Anwendung des von ihnen entwickelten und validierten automatisierten Probenvorbereitungsszenario zum Nachweis der Vitamine A, E und K1 interessant erachten Foster et al., dass es sich offline durchführen lasse, also losgelöst von dem jeweils nachfolgenden Analyse­verfahren, aber eben auch online-gekoppelt an ein HPLC-System der Wahl, was dem Anwender in Anwendung und Ausführung ein Maximum an Flexibilität biete.

Quellen:

[1] Word Health Organization (WHO), Guiding Principles For Complemnetary Feeding of the Breastfeld Child, https://www.who.int/nutrition/publications/guiding_principles_compfeeding_breastfed.pdf

[2] Still-Lexikon, Impfprotal rund ums Stillen, https://www.still-lexikon.de/impressum/

[3] Karsten Schwarz, Carlos Gil und Oliver Lerch, Mineralölfrei?, Laborpraxis 3 (2020) 34-37, https://www.laborpraxis.vogel.de/moshmoah-analyse-mineraloel-basierte-kohlenwasserstoffe-in-lebensmitteln-a-918159/

[4] Fred D. Foster, Dan Hengst, Gretchen Foltz und John R. Stuff, Automated Liquid-Liquid Extraction of Vitamins in Infant Formula using a Bench-top Workstation, GERSTEL Application 222 (2021), http://www.gerstel.de/pdf/AppNote-222.pdf

* G. Deußing, Redaktionsbüro Guido Deußing, 41464 Neuss

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