Avanço na precisão e eficiência na cromatografia de íons com diluição em linha automatizada

Os técnicos de laboratório muitas vezes lutam para equilibrar a alta precisão que seu trabalho analítico exige com sua carga de trabalho total e recursos limitados. Para obter resultados precisos e confiáveis, são frequentemente necessários dois procedimentos fundamentais que proporcionam a máxima precisão: calibração do sistema analítico e diluição de amostras altamente concentradas. Ao usar cromatografia iônica, existem soluções totalmente automatizadas para reduzir esse trabalho manual de laboratório e facilitar a eficiência. Etapas de preparação de amostras, como diluição, podem ser realizadas automaticamente com a técnica de diluição em linha da Metrohm.

Introdução

A quantificação em cromatografia de íons (IC) requer uma calibração que cubra a faixa de medição definida [1,2]. Os padrões de calibração necessários de diferentes concentrações são geralmente preparados a partir de um padrão concentrado por diluição manual. A diluição da amostra também é crucial na cromatografia iônica para proteger a coluna de separação e o detector, mitigar os efeitos da matriz e, principalmente, para garantir que a concentração medida esteja dentro da faixa calibrada. Esses processos são demorados e representam um alto risco de erro humano e contaminação. A solução inline inteligente e totalmente automatizada da Metrohm para diluição e calibração supera esses desafios (tabela 1).

O Metrohm 800 Dosinos é a chave para manter a exatidão e precisão necessárias neste processo totalmente automatizado. É um dispositivo de dosagem preciso e altamente flexível. Com o software MagIC Net IC, todas as tarefas de manipulação e dosagem de líquidos são controladas e totalmente automatizadas – sem necessidade de intervenção manual.

**Tabela 1.** Avaliação de processos manuais e automatizados para diluição de amostras altamente concentradas e padrões de calibração.
Diluição manual, preparação manual de padrões de calibração e amostras	Processo em linha automatizado
Erros manuais	Manuseio preciso de líquidos via Dosino
Demorado	Funciona de forma independente
Preparação em várias etapas	Diluição em etapa única
Alto risco de contaminação	Procedimento de enxágue em linha

Técnico de laboratório masculino ao lado de um cromatógrafo de íons aberto e um amostrador automático completo.

Esta postagem do blog explora a técnica de diluição em linha Metrohm (MIDT) totalmente automatizada, que torna a análise de vários analitos (da faixa de g/L a µg/L) menos demorada, mantendo a exatidão e a precisão altas. O MIDT envolve calibração automática e a implementação de diluição e recursos lógicos que ampliam a faixa de medição e melhoram a precisão e a reprodutibilidade dos resultados. O menor tempo de preparação reduz a carga de trabalho e também economiza custos.

Técnica de diluição em linha Metrohm (MIDT)

Uma das técnicas mais antigas de preparação de amostras é a diluição. A diluição de amostras é frequentemente necessária não apenas para proteger a coluna e melhorar a separação dos analitos, mas também para garantir que a faixa de trabalho do método IC não seja excedida. Em vez de múltiplas etapas manuais, este procedimento pode ser realizado em linha usando um sistema automatizado conforme mostrado em Animação 1.

Animação 1: Como funciona a Diluição Inline Metrohm?
As únicas etapas manuais necessárias são colocar as amostras no rack do amostrador automático e inserir as informações de diluição (fator de diluição) na tabela de amostras. Todo o procedimento de diluição é feito automaticamente. O Dosino transfere a quantidade exata de amostra necessária para a etapa de diluição para um circuito tampão, que é então preenchido e alimentado com água ultrapura ou outro agente diluente. A quantidade medida de amostra mais a respectiva quantidade de água ultrapura ou diluente é então transferida para o recipiente de diluição da Estação de Manuseio de Líquidos montada no amostrador automático (figura 1). A mistura completa é garantida por um agitador. Finalmente, a amostra diluída e bem misturada é transferida para a válvula de injeção do cromatógrafo de íons utilizando a bomba peristáltica. Paralelamente à análise, a agulha é limpa na unidade de enxágue da Estação de Manuseio de Líquidos (figura 1) e o recipiente de diluição é totalmente enxaguado para minimizar a transferência e garantir a limpeza. Amostras não diluídas também podem ser analisadas com a mesma configuração.

Figure 1. A estação de manuseio de líquidos (esquerda) é montada no amostrador automático para facilitar a diluição e o enxágue automatizados.

O fator de diluição pode ser escolhido livremente dentro de uma faixa de medição não diluída até 1:100 ou até 1:2000 com o equipamento adicional necessário (por exemplo, agulha de aço revestida para coleta de amostra). O fator de diluição é simplesmente adicionado na tabela de amostras (Figura 2).

Figure 2. Local de trabalho do MagIC Net mostrando a tabela de amostras com especificações necessárias para a análise (ex. método, tipo de amostra, volume de injeção e fator de diluição). O fator de diluição (destacado em azul) pode ser adaptado dependendo da concentração esperada do analito na respectiva amostra. O tipo de amostra é crucial, pois a calibração prossegue automaticamente por diluições definidas de uma solução padrão mista.

Diluição lógica em linha

Um desenvolvimento adicional do MIDT é a «Diluição Lógica em Linha». Neste caso, o sistema determina automaticamente o fator de diluição ideal com base na faixa calibrada e procede à análise da amostra (Figura 3). Mesmo que sejam necessários diferentes fatores de diluição para diferentes analitos, o sistema executará as etapas necessárias de forma totalmente automática. Isto garante resultados altamente confiáveis, pois eles sempre ficam dentro da faixa de calibração [3].

Figure 3. Ilustração do conceito de diluição lógica Metrohm. Se a concentração da amostra estiver fora da faixa de calibração, ela será diluída com o fator de diluição ideal e analisada novamente. Assim, os resultados sempre se enquadram na faixa de calibração.

Calibração automática

É claro que não são apenas as amostras, mas também os padrões que podem ser diluídos desta forma. Conseqüentemente, a Metrohm oferece a possibilidade de calibração automática, ou seja, basta um único padrão multi-íon. O sistema dilui este padrão altamente concentrado com diferentes fatores de diluição e realiza uma calibração multiponto conforme mostrado na Figura 4 [2,4].

Figure 4. Exemplo de calibração automática de ânions principais obtida usando a técnica de diluição em linha da Metrohm. Os padrões de calibração foram diluídos automaticamente a partir de um padrão misto para ânions para a calibração de ânions e um padrão misto para cátions para a calibração de cátions, respectivamente. Os coeficientes de correlação na Tabela 2 revelam a precisão desta técnica de calibração automatizada.

A qualidade superior do procedimento de calibração automática é demonstrada por altos coeficientes de correlação (0,9999) e recuperações para múltiplas injeções entre 98% e 101% (mesa 2) [2,4].

**Mesa 2.** Coeficientes de correlação para calibração automática de cátions e ânions com a técnica de diluição em linha da Metrohm.
Todos os padrões foram injetados múltiplas vezes (n = 3) e preparados a partir de uma solução estoque padrão mista para ânions e cátions, respectivamente, adaptando fatores de diluição (DF) de 2, 5, 10, 20 e 50.
Cátions	Coeficiente de correlação	Recuperação (%) para o padrão DF 5	Ânions	Coeficiente de correlação	Recuperação (%) para o padrão DF 5
Lítio	1,000000	100,7	Fluoreto	0,999984	99,4
Sódio	0,999998	101,1	Cloreto	0,999993	100,6
Potássio	0,999999	101,0	Nitrito	0,999972	98,7
Cálcio	0,999993	101,9	Brometo	0,999981	98,2
Magnésio	0,999998	102,8	Nitrato	0,999981	98,6

Campos de aplicação MIDT

Existem vários campos de aplicação ideais para usar a diluição em linha Metrohm. Isso inclui análises de água potável e de torneira, bem como matrizes mais complexas, como soluções de hemodiálise ou amostras de alimentos e bebidas. Aprenda com nosso especialista em aplicações de IC sobre a solução definitiva para aumentar a eficiência e permitir proteção máxima do sistema IC e das colunas IC, especialmente em relação a matrizes de amostras mais complexas.

Pergunte ao especialista – IC: Posso combinar diálise em linha ou ultrafiltração em linha com diluição em linha?

Conclusão

Resumindo, o MIDT oferecerá as seguintes vantagens para sua análise:

O MIDT automatiza a diluição de amostras e padrões, garantindo que os resultados estejam consistentemente dentro da faixa de calibração desejada. Recursos lógicos, bem como manipulação de amostras aninhadas, podem melhorar ainda mais a eficiência. Esta automação minimiza o erro humano e melhora a reprodutibilidade – e tudo é feito pelo software MagIC Net.

A técnica de diluição em linha Metrohm é altamente adaptável a todos os sistemas de cromatografia iônica Metrohm com um processador de amostras profissional 858, simplesmente adicionando um kit de acessórios para diluição em linha. A combinação de MIDT com ultrafiltração em linha ou diálise em linha pode melhorar ainda mais a eficiência e proteger o sistema IC.

O MIDT é capaz de lidar com vários tipos e concentrações de amostras e pode gerenciar amostras diluídas e não diluídas. Embora a configuração padrão possa realizar diluições na faixa de 1:1 a 1:100, essa faixa pode ser facilmente estendida para 1:2.000 com peças adicionais.

As concentrações da amostra são calculadas automaticamente. Cada etapa metodológica é rastreável e pode ser resumida pelo MagIC Net em um relatório definido pelo usuário, da mesma forma que os resultados.

O MIDT reduz significativamente o tempo de preparação e os custos associados ao reduzir a intervenção manual, tornando esta técnica ideal para ambientes de alto rendimento.

Referências

[1] Weiss, J.; Shpigun, O. Manual de Cromatografia Iônica, 4ª ed.; Wiley-VCH: Hoboken, Nova Jersey, EUA, 2016; Vol. 3.

[2]Seubert, A.; Frenzel, W.; Schäfer, H.; Bogenschütz, G.; Laubli, M. Monografia: Técnicas de Preparação de Amostras para Cromatografia Iônica, 2ª ed.; Metrohm AG: Herisau, Suíça, 2021.

[3] Metrohm AG. Preparação de amostras em linha Metrohm; Metrohm AG: Herisau, Suíça, 2014.

[4] Hartmann, T.; Czyborra, S. Calibração multiponto simples usando um único padrão.