Das FREESTYLE SPE Modul

FREESTYLE

Ein geniales Prinzip

In nahezu jedem analytischen Routinelabor werden Proben über SPE-Säulen gereinigt, um saubere Lösungen für die nachfolgende Analytik zu erhalten. Zur Erleichterung dieser Routineaufgaben, für die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sowie die Erreichung guter Wiederfindungen ist die Automatisierung des Prozesses die richtige Lösung.

Das FREESTYLE SPE bietet einzigartige Möglichkeiten für die Probenvorbereitung per Festphasenextraktion (SPE). Jede manuelle SPE-Methode, die sich bereits im Labor bewährt hat, lässt sich einfach und schnell automatisieren. Dabei sind die Anwendungsgebiete vielfältig: von Mykotoxin- über Umweltanalytik, bis hin zu forensischen Applikationen und Dopingproben. 

Positiver Druck macht den Unterschied

Wichtigstes Merkmal des FREESTYLE SPE-Moduls ist die feste Verbindung der SPE-Säule mit dem Roboterarm, der diese luft- und flüssigkeitsdicht greift. Über eine integrierte Leitung ist der Arm mit der Spritzenpumpe und einem Ventilsystem verbunden. 

Durch diese Verbindung lassen sich die Säulen an jeden Platz der Plattform bewegen und es eröffnen sich vollkommen neue Möglichkeiten der Automatisierung, z. B. bei der Probenaufgabe oder Elution. 

Zudem ermöglicht diese Verbindung die kontrollierte Druckbeaufschlagung von bis zu 4 bar. Damit lassen sich viele Proben durch die Säule drücken, die sonst aufgrund ihrer Viskosität oder der enthaltenen Schwebstoffe die Säule blockieren. 

In einem so geschlossenen System kann darüber hinaus eine permanente Druckkontrolle beim Laden und Eluieren einer Probe stattfinden. Diese erlaubt es, dass gezielt die Bearbeitung einer Probe bei Drucküberschreitung abgebrochen wird, das Gerät sich reinigt und dann mit der nächsten Probe fortfährt. Lange Probensequenzen können so über Nacht abgearbeitet werden, ohne dass das System blockiert ist und auf die Problembeseitigung wartet. Das FREESTYLE markiert diese Problemproben in der Sequenzliste, die der Anwender somit erkennt und dann nochmals individuell nachbearbeiten kann.

Bedingt durch die dichte Verbindung können auch die Flussraten sehr genau kontrolliert werden. Dies ist bei einer punktgenauen Elution besonders wichtig.

Ventil

Keine Kreuzkontamination

Durch die Konstruktion des Systems, seine speziell ausgewählten Komponenten, wie Ventile und Nadel, und durch integrierte Spülschritte kann Kreuzkontamination zuverlässig vermieden werden.

Flexibel – auch in den Details


Flexible Säulenformate in einem Rack

FREESTYLE SPE bearbeitet die unterschiedlichsten SPE-Säulenformate von 1 bis 15 mL.
Wiederverwendbare Adapter erlauben eine einfach zu ändernde und gemischte Konfiguration für alle Säulenarten. Dazu wird ein einziges Universalrack benötigt.

Die Bandbreite der einsetzbaren Säulen reicht von der 1 mL-SPE Säule bis zu großvolumigen Glassäulen: 

Flexible Probenaufgabe

Durch die verschiedenen Varianten der Probenaufgabe ergeben sich viele unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten: von großvolumig bis ca. 100 mL in der Mykotoxinanalytik bis hinab zu nur wenigen µL etwa in der Forensik.

Für jede Applikation gibt es mit der FREESTYLE Technik die passende Lösung, die einfach bei der Methodenerstellung in der Software ausgewählt wird.

Probenaufgabe großvolumiger Proben

Diese Proben (bis ca. 100 mL) werden idealerweise über die Nadel (erste Z-Achse) in die Probenschleife angesaugt (evtl. mehrere Wiederholungen) und dann über die SPE-Säule (zweite Z-Achse) abgegeben.

Laden von Proben mit kleinem Volumina (z. B. 500 µL)

Die Säule wird konditioniert und im Waschport abgestellt. Das kleine Probenvolumen (z. B. 500 µL) wird direkt mit der Nadel auf die Säule pipettiert. Danach wird die Säule wieder von der SPE-Einheit aufgenommen und das Verfahren fortgeführt.

Laden und direkte/parallele Abgabe der Probe

Proben bis zu 60 mL können ohne z-Achsen-Bewegung der Robotikeinheit direkt über die Probennadel auf die SPE-Säule gegeben und parallel in das Abgabegefäß abgegeben werden.

Flexible Elution

Die Möglichkeiten der Elution von der SPE-Säule sind sehr vielfältig. Auch sehr komplexe Elutionsverfahren lassen sich realisieren. Die unterschiedlichen Verfahrensweisen sind als Makro in der Software hinterlegt und lassen sich einfach in eine Methode einbinden. Eine Auswahl an verschiedenen Racks ermöglicht eine Elution in unterschiedliche Behältnisse, z. B. in 2 mL oder 5 mL Messkolben, wenn ein definiertes Endvolumen benötigt wird.

Standardverfahren

Elution mit einem Lösungsmittel
in ein Auffanggefäß

Elution mit mehreren Lösungsmitteln in verschiedene Gefäße

Spezielle Verfahren

Elution mit einem Lösungsmittel in mehrere Gefäße der gleichen Größe (bis zu 10 Gläser). Jedes Fläschchen wird auf Maximum befüllt, bevor das nächste Fläschchen befüllt wird.

Elution mit mehreren Lösungsmitteln in ein Gefäß

Direkte Elution in die EVAporationskammer
Und das geht nur mit dem FREESTYLE

Elution der Probe direkt in die EVAporationskammer des EVAporations-Moduls mit nachfolgender Einengung und - falls gewünscht - mit Lösungsmittelaustausch. Nach der EVAporation kann das Eluat in ein GC-Vial abgefüllt werden, fertig für die nachfolgende Analytik. Alternativ ist auch eine direkte Injection in die HPLC über das das FREESTYLE HPLC Direct Injection-Modul und damit eine Vollautomatisierung des Prozesses möglich. Am Ende steht das fertige Chromatogramm.

Zukunftssichere, intuitive Software

Die übersichtliche Software mit durchdachtem Farbcode erlaubt die Methodenerstellung auf dem PC - und damit die direkte Übertragung nahezu jeder manuellen Methode in einen automatisierten Ablauf. 

Dazu werden die einzelnen Schritte innerhalb einer Methode per Drag & Drop ausgewählt und in beliebiger Kombination und Wiederholung verwendet. Durch einfaches Verschieben von Balken passt der Anwender Parameter wie z. B. Volumen und Geschwindigkeiten an; zur Kontrolle wird der Wert in Zahlen angegeben.

Die FREESTYLE Software ist im Grundpreis des Systems enthalten. Sie wird kontinuierlich weiterentwickelt. Updates sowie Upgrades sind grundsätzlich kostenfrei.

Screenshot Methodenerstellung SPE
Screenshot SPE Druckkontrolle

Einige Anwendungsbeispiele

Steroide in tierischen Lebensmitteln

Durch eine Modifikation der FREESTYLE Software lassen sich zwei Festphasenextraktionen („Dual-SPE“) mit verschiedenen Säulenformaten automatisiert hintereinander bearbeiten. Durch den Einsatz speziell entwickelter Plunger wird das Totvolumen minimiert, die Flussraten erhöht und damit die Bearbeitungszeit pro Probe reduziert. 

Forensische Untersuchungen

Selbst schwierige Matrices, wie z. B. Gehirngewebe oder ähnliche Matrices, können mit dem Probenaufgabeverfahren der bidirektionalen SPE (Festphasenextraktion) automatisiert und unbeaufsichtigt 24 Stunden an 7 Tagen pro Woche bearbeitet werden. Die Probe kommt dabei zu keinem Zeitpunkt mit dem Robotiksystem in Berührung. So ist eine Kreuzkontamination ausgeschlossen.

Mykotoxinanalytik

Langwierige Applikationen sind für das FREESTYLE System kein Problem. Zuverlässig und konsequent werden auch diese Aufgaben am Tag, in der Nacht und am Wochenende bearbeitet. Das FREESTYLE SPE kann neben den LCTech Immunoaffinitäts- und SPE-Säulen für alle Arten von Mykotoxin-Säulen der führenden Hersteller eingesetzt werden.

H53 Methode

In Kombination mit dem EVAporations-Modul übernimmt das FREESTYLE SPE die komplette Aufreinigung bei der Analytik von Mineralölkohlenwasserstoffen: Extraktion, Aufkonzentrierung auf 1 mL und Abfüllen der fertigen Probe in ein GC-Vial. Natürlich können die Prozesse auch separat ausgeführt werden. Für den Aufreinigungsschritt empfehlen wir die kostengünstigen Florisil-Säulen Elufix.

Schwebstoffe im Flusswasser

Schwebstoffe im Wasser können oft die Oberfläche der SPE-Säule blockieren oder verstopfen. Mit 4 bar positivem Druck können auch Proben mit Schwebstoffen in vielen Fällen kontrolliert durch die SPE-Säulen gedrückt werden. Die Art der Elution ist frei wählbar. Größere Probenvolumen von 1 L bis zu 10 L lassen sich einfach mit dem Robotiksystem für die Wasseranalytik FREESTYLE XANA automatisieren.

Hochdurchsatz in der Dopingkontrolle

Urinproben von Rennpferden sind aufgrund Ihrer Viskosität besonders schwierig zu bearbeiten, da eine Säule immer mal blockieren kann. Eine einfache Überdruckkontrolle ist in einem solchen Fall nicht ausreichend. Die FREESTYLE Software hat eine hervorragende Lösung: Sollte einmal eine Säule blockieren, wird die Bearbeitung dieser Probe abgebrochen, die Probe in der Sequenzliste markiert und die nächste Probe bearbeitet! Damit wird eine durchgehende Automatisierung ohne Ausfallzeiten erreicht.