ÜBER EIMPyro®

EIMPyro® für die Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie

Das EIMPyro®, ist ein vollautomatisches, für die Isotopenanalyse optimiertes Peripheriegerät. Es erfüllt die erhöhte Nachfrage zur Qualitätskontrolle und Erkennung von Verfälschungen von Wein, Honig, Fruchtsaft und anderen Getränken.

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Das fehlende Glied in der Isotopenanalyse

Wir haben eine neue Isotopenmethode für die Analyse von Wein, Traubenmost, Fruchtsäften, alkoholischen Getränken und Honig entwickelt, zertifiziert und patentiert - die Ethanol-Isotopenmessung - Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (EIM-IRMS®).

Die EIM-IRMS®-Methode ist in der Lage, einen einzigartigen molekularen Fingerabdruck zu liefern, der nicht reproduziert oder gefälscht werden kann. Sie wird zur Bestimmung von Produktionspraktiken bei der Wein- und Honigproduktion sowie zur Produktauthentifizierung zum Schutz von Produzenten und Verbrauchern eingesetzt.

EIM-IRMS® ist wesentlich präziser, die Probenanalyse ist kürzer, und die verwendete Ausrüstung, die Isotopen Massenspektrometrie (IRMS), ist viel leichter verfügbar und billiger als die Ausrüstung für die kernmagnetische Resonanzmethode (NMR), die nur für Wein mit bekannter geographischer Herkunft verwendet werden kann.

Konfiguration des Instruments

Der EIMPyro kann über die Open-Split-Schnittstelle mit jedem Standard-Isotopenverhältnis MS verbunden werden.

  • Helium: 99,9999% Reinheit
  • 230V, 50/60 Hz
  • 770 x 470 x 460 (b x t x h)
  • 75 kg (Nettowert)
spezifikationen 3D-Modell anzeigen
  • Kann an AS3000, AI 1310 Liquid Autosampler oder GC Pal Autosampler für flüssige Proben mit 2 Injektionsanschlüssen angeschlossen werden.
  • Software "EIM Calculator" zur Berechnung der Endergebnisse
  • Basiseinheit EIMPyro (zwei Öfen) mit Temperaturkontrollanzeige
  • Software-Regelung von Temperatur und Heliumfluss
Was ist das Prinzip von EIM?

Das Prinzip der EIM-IRMS®-Methode basiert auf der Dehydrierung von Ethanol mit einem speziell von SG Isotech entwickelten EIM-Katalysator, gefolgt von der Pyrolyse des Gases und der Messung des relativen Verhältnisses der wasserstoffstabilen Isotope im erzeugten Wasserstoffgas.

Welche Art von alkoholischen Getränken (oder pflanzlichen Lebensmitteln) kann ich mit diesem Gerät messen? Was für eine Art von Matrix muss es sein?

Alle Produkte, die Ethanol oder fermentierbare Zucker enthalten, können für die Analyse mit der EIM-IRMS-Methode und -Ausrüstung vorbereitet werden. Wie die Abkürzung EIM selbst andeutet, handelt es sich um ein Konzept zur Messung von Ethanol-Isotopen, so dass der zu prüfende Hauptanalyt Ethanol ist. Fermentierbare Zucker müssen zunächst in Ethanol umgewandelt werden, damit Ethanol auf illegale Praktiken und die botanische Herkunft des bei der Produktion verwendeten Ausgangsmaterials analysiert werden kann.

Wenn ich das Destillat von Wein messe, was muss der Alkoholgehalt sein?

Der Alkoholgehalt des Weindestillats sollte mehr als 92% vol betragen.

Wie viele Proben kann ich mit EIM in einer Sequenz messen?

Es können 30 bis 40 Proben innerhalb einer einzigen Sequenz analysiert werden.

Welche Art von Standard muss ich verwenden? Wo kann ich ihn kaufen oder mitnehmen?

Für die Zwecke der EIM-IRMS ist es notwendig, einen AAWES-Standard mit bekanntem dDn-Wert zu verwenden, der bei uns bei der Firma SG Isotech erhältlich ist.

Welche Art von Autosampler kann an EIMPyroPeripheral angeschlossen werden?

EIMPyro-Peripheriegeräte können an AS3000, AI 1310 Liquid Autosampler oder GC Pal Autosampler für flüssige Proben angeschlossen werden.

Wie viele Injektionen muss ich durchführen, um das Endergebnis für eine Probe zu erreichen?

Bei der Durchführung der Analyse sollten 3-5 Injektionen pro Probe durchgeführt werden.

Wie kann ich das Endergebnis berechnen? Kann ich den SD für den Durchschnittswert des Endergebnisses berechnen?

SG Isotech hat eine spezielle Software namens "EIM Calculator" entwickelt, die zur Berechnung der dDn-Ergebnisse verwendet wird. Der EIM-Rechner hat auch die Möglichkeit, den durchschnittlichen dDn-Wert und SD für jede analysierte Probe zu berechnen.

Wie kann ich das System überprüfen, dass es kein Leck hat? Wie oft soll man das machen?

Nach dem Anschluss der EIMPyro-Peripheriegeräte an das Isotopenverhältnis MS und nach dem Erhöhen der Temperatur in den Reaktoren muss vor dem Start der Sequenz festgestellt werden, ob alle Verbindungen angezogen sind. Durch das Umschalten der Masse auf dem mittleren Detektor auf 40 (Argon) ist es notwendig, den Hintergrund zu überwachen, der unter 40 mV liegen sollte. Vor Beginn der Analyse muss jedes Mal eine Dichtheitsprüfung durchgeführt werden. Ist die Leckage höher, müssen in der Regel alle Verbindungen von der nächstgelegenen Verbindung bis zur längsten Verbindung vom IRMS überprüft werden.

Was ist der Hauptunterschied zwischen EIM-Ausrüstung und NMR? Welche Ergebnisse sind präziser?

Das NMR-Konzept basiert auf der Technik der Zählung von Deuteriumatomen an einer Methyl- und Methylengruppe von Ethanol, die bei geeigneten Frequenzen in einem starken Magnetfeld oszillieren, während die EIM-Technik auf der Bestimmung der dD-Werte von nicht austauschbaren, stabilen Wasserstoffisotopen in Ethanol basiert. Die mit beiden Techniken erhaltenen analytischen Werte sind sehr präzise, aber es gibt einen Unterschied in den natürlichen Bereichen dieser analytischen Parameter für Ethanol mit einem anderen botanischen Ursprung und dementsprechend einen Unterschied im Grad der Erkennung illegaler Produktionspraktiken bei der Herstellung von Wein, Fruchtsäften, alkoholischen Getränken und Honig. Bei der NMR beträgt dieser Unterschied für Ethanol mit dem unterschiedlichen botanischen Ursprung nur 1 ppm, während er bei der EIM auf einer relativen Skala etwa 50 ‰ beträgt.

Was ist die Reproduzierbarkeit der EIM-Methode?

Die Messgenauigkeit wird durch die Präzisionsgrenzen der Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit ausgedrückt, die sich aus der Probenstandardabweichung der Testergebnisse berechnen lassen. Die Wiederholbarkeits-Präzisionsgrenze (r) und die Reproduzierbarkeits-Präzisionsgrenze (R) für EIM-IRMS werden wie folgt berechnet:

r = 2,8 × sr = 2,7‰;
R = 2,8 × sR = 2,13 ‰

Wo:
- sR - InterlaboratoryReproducibilitystandarddeviationas Standardabweichung aller Messungen derselben Probe, ausgedrückt in ‰
- sr - InterlaboratoryRepeatabilitystandarddeviation als durchschnittliche Standardabweichung für die gleiche Probe, ausgedrückt in ‰

Wie lange dauert es, eine Probe zu messen?

Die Analyse einer Probe dauert 5-8 Minuten.

Kann ich zum Beispiel in einer Sequenz Ethanol aus Wein und Ethanol aus Honig messen?

Ja, es ist kein Problem, Ethanolproben aus verschiedenen Quellen zu analysieren.

Was geschieht mit dem Ethanol von Wein in den Reaktoren?

Ethanol wird zunächst ohne Isotopenfraktionierung über einen speziell entwickelten EIM-Katalysator quantitativ dehydriert und dann pyrolysiert, wobei elementarer Wasserstoff als Gas gewonnen wird.

Wenn das Destillat einen geringeren Alkoholgehalt als 92 % Vol. hat, würde ich dann genaue Ergebnisse von ɗ2H erhalten?

Wenn zufällig ein Destillat mit weniger als 92 % vol erhalten wird, sollte der Destillationsprozess der Weinprobe wiederholt und der Alkoholgehalt und die Rückgewinnung erneut bestimmt werden.

Wie kann ich die Temperatur von Öfen aufheizen/abheizen? Muss ich es selbst tun oder wird es automatisch geschehen?

Ja, das EIMPyro-Peripheriegerät ist in der Lage, die Reaktoren automatisch aufzuheizen und abzukühlen. Es besteht keine Notwendigkeit, die Temperatur manuell zu erhöhen oder zu senken, aber diese Möglichkeit besteht ebenfalls.

Wie lange dauert es, die Temperatur der Öfen aufzuheizen/abzuheizen?

3-4 Stunden.

Funktioniert diese Anlage nur in einem Raum mit besonderen Temperaturbedingungen oder kann sie unter normalen Temperaturbedingungen bleiben?

Wie andere IRMS-Geräte sollte auch das EIMPyro in einem klimatisierten Raum aufgestellt werden.

EIMPyro für Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie

EIM-IRMS® (Ethanol-Isotopenmessung - Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie) revolutionierte die Messung des relativen Verhältnisses nicht austauschbarer, wasserstoffstabiler Isotope (D/H)n (δDn) in Ethanol, das zuvor quantitativ aus Wein, Fruchtsaft, starkem Alkohol oder fermentiertem Honig extrahiert wurde).

Diese Technologie ist zum integralen Bestandteil des EIMPyro®-Peripheriegeräts für das Isotopenverhältnis MS geworden.   EIMPyro® ermöglicht eine schnelle und quantitative intramolekulare Dehydratisierung der Ethanolprobe über einen speziell angefertigten EIM-Katalysator vor der hochpräzisen Isotopenverhältnis-Messung während einer einzigen Analyse. Perypheral liefert präzise Werte und schnellere Analysezeiten und die Präzision wird bei Submikrolitermengen von Ethanol mit einer Analysezeit von 8-10 Minuten erreicht.

Wie funktioniert EIMPyro®?

  • Aufgrund der Hydroxylgruppe von Ethanol, die austauschbare Wasserstoffatome enthält, ist der Wert von Ethanol δD, der nur durch den Pyrolyse-Umwandlungs-Elementaranalysator oder periphere Geräte erhalten wird, kein zuverlässiger und wiederholbarer analytischer Parameter.
  • EIMPyro® Peripheral löst dieses Problem und liefert hochpräzise, wiederholbare und reproduzierbare Ergebnisse, indem das Isotopenverhältnis von nicht austauschbarem (D/H)n in der Ethanolprobe während einer einzigen Analyse erhalten wird.
  • EIMPyro® Peripheral kann an jedes Standard- und konventionelle Isotopenverhältnis MS gekoppelt werden, das die Möglichkeit hat, stabile Wasserstoffisotope zu messen.

Referenzen und Danksagungen

Die EIM-IRMS®-Methode wurde durch Ringversuche zwischen drei Laboratorien validiert:

  • Impressum Analytik, Neutral (Österreich)
    Validierungsbericht
  • IzotoptechZrt. am MTA AtomkiInstitut für Kernforschung der HAS Ungarischen Akademie der Wissenschaften, Debrecen (Ungarn)
    Validierungsbericht
  • C.N.R.I.F.F.I. -Chinesisches Nationales Forschungsinstitut für Lebensmittel- und Fermentierungsindustrie, Peking (Volksrepublik China)
    Validierungsbericht

SG Isotech bedankt sich auch bei Prof. Jed P. Sparks, Kimberly L. Sparks und dem Cornell University Stable Isotope Laboratory (COIL), NY, USA, für die Zusammenarbeit und die Bereitstellung weiterer Online-Ergebnisse des EIM-Modul-IRMS®.

Warum EIMPyro® Modul wählen?

EIM-IRMS® ist wesentlich präziser und preiswerter als Geräte für die kernmagnetische Resonanzmethode, die nur für Wein mit bekannter geographischer Herkunft verwendet werden können.

Kontrolle von Wein, starken Spirituosen und Honig

Bestimmung des botanischen Ursprungs

Forensische Wissenschaft

Überprüfung der Authentizität

Geografische Herkunft von Wein und Honig

Ich denke, es ist eine interessante Methode für Leute, die Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie haben und daher Deuterium-Isotope in Ethanol analysieren wollen. Es ist eine gute Alternative zur NMR...

Dr Andreas Rossmann

Leiter des Labors für stabile Isotope - ISOLAB GmbH, Deutschland