Automatisierte Schwefeldioxid Bestimmung in Wein mit Random Access Analysatoren

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1 Automatisierte Schwefeldioxid Bestimmung in Wein mit Random Access Analysatoren Frank Fürle Thermo Fisher Scientific Bernkastel-Kues, Grundlagen Schweflige Säure : Behandlungsmittel mit verschiedenen Funktionen während der Weinbereitung - Steuerung des Gärverlaufs - Beeinflussung von Oxidation - Wirkung auf geschmacklich beeinflussende Inhaltsstoffe - Lagerungsstabilität 2

2 Grundlagen Schweflige Säure : Schwefel liegt im Wein in unterschiedlichen Zustandsformen und Bindungsfomen vor ph-abhängig als SO 2, HSO3 -, SO3 2- freie schweflige Säure ist der Anteil, der nicht an Weininhaltsstoffe gebunden ist gebundene schweflige Säure ist an Weininhaltsstoffe gebunden (in der Hauptsache Aldehyde sowie Pyruvat und Ketoglutarsäure) gesamte schweflige Säure ist die Summe aus freier und gebundener SO 2 dieser Wert ist gesetzlich limitiert 3 Verschiedene Bestimmungsmethoden schweflige Säure im Wein Freie schweflige Säure Iodometrische Titration Acidimetrische Titration Farbreaktion mit Pararosanillin/Fuchsin Gesamte schweflige Säure Hydrolyse mit anschließender Titration Destillation mit anschließendertitration Enzymatische Reaktion mit Sulfit- Oxidase Farbreaktion mit DTNB (5,5-dithiobis-(2- nitrobenzoesäure) oder Ellman s Reagenz) 4

3 Gründe für eine automatisierte Messung Ziele : Reduzierung der Analysenkosten Reduzierung von Arbeitszeit Erhöhung des Probendurchsatzes Verkürzung der Analysenzeit Verbesserung der Analysenqualität (Präzision,Wiederholbarkeit) 5 Möglichkeiten der Automatisierung Für die Anwendung in Random Access Pipettierautomaten kommen lediglich photometrisch bestimmbare Farbreaktionen zum Einsatz. Gesamte SO 2 : Mit Hilfe der enzymatischen Farbreaktion oder DTNB. Freie SO 2 : Farbreaktion über Pararosanilin 6

4 Anwendung der enzymatischen Reaktion 7 Anwendung der enzymatischen Reaktion Testkits unterschiedlicher Hersteller lassen sich relativ einfach auf einen (Pipettier)Automaten übertragen. Aber: Handling und Stabilität der Reagenzien/Enzyme sind nicht ganz problemlos. Evtl. weniger kostenoptimiert. Beschränkt auf gesamte schweflige Säure 8

5 Reaktionsprinzip mit DTNB SO Dithiobis-Nitrobenzoeäure ph8.0 2-Nitro-5 Mercaptobenzoat Farbintensität steigt linear mit der SO 2 -Konzentration und wird bei 420nm oder 405nm gemessen. 9 Reaktionsprinzip mit DTNB - Vergleichsdaten 10

6 Reaktionsprinzip mit Pararosanilin Farbintensität steigt linear mit der SO 2 -Konzentration und wird bei 575nm gemessen. 11 Reaktionsprinzip mit Pararosanilin Probleme durch Fehlmessungen hervorgerufen durch: Reduktone/Ascorbinsäure (Poly)Phenole Schleichreaktionen Farbe Gebundene schweflige Säure 12

7 Automation Der Automat führt die notwendigen Schritte wie Pipettierung der Reagenzien und Probe, Stabilisierung und Überwachung der Reaktionszeit sowie die photometrische Messung der Küvette durch Dabei erfolgt eine Korrektur durch Eliminierung der Störung Wirtschaftlicher Einsatz der verwendeten Reagenzien für beide Messprinzipien 13 Schwefelbestimmung auf dem Gallery oder Arena Direkt einsetzbare, fertige und barcodierte Reagenzien Je Methode werden zwei Reagenzien benötigt Stabilität im Gerät über zwei Wochen, verschlossen im Kühlschrank über ein Jahr 14

8 Wirtschaftlichkeit Durch geringes Küvettenvolumen (250 µl Arena bzw. 300 µl Gallery erfolgen die Bestimmungen mit niedrigem Reagenzverbrauch Pro Verpackungseinheit können ca. 300 Bestimmungen durchgeführt werden Reagenzkosten pro Bestimmung ca. 0,20 Euro 15 Produktübersicht Arena Arena 20 Arena 20XT Arena 30 Arena 60 Durchsatz Workload Positionen Reagenzien Kühlung Reagenzien Anzahl Reagenzien Bis zu 200 Tests/h Bis zu 250 Tests/hr Bis zu 300 Tests/h Bis zu 600 Tests/h gekühlt gekühlt Kühlschrank, ca. 4-8 C Kühlschrank, ca. 4-8 C Bis zu 4 Bis zu 4 Bis zu 4 Bis zu 4 Pipettierung Kombiniert Reagenzien und Proben Kombiniert Reagenzien und Proben Kombiniert Reagenzien und Proben Separiert Reagenzien und Proben Mischer Nadelmischer 1 Separater 1 Separater 2 Separate Inkubationstemp C, Stdd. 30, 37, 50 C C, Stdd. 30, 37, 50 C C, Stdd. 30, 37, 50 C C, Stdd. 30, 37, 50 C 16

9 Gallery und Gallery Plus kompakte Abmessungen 62 cm 130 cm mit geöffnetem Deckel Keine Frischwasserzufuhr oder Abwasserleitung nötig Stromverbrauch <300W 29.5 in/75 cm 70 cm Gewicht 110 kg 75 cm 94 cm Gewicht 80 kg 17 Gallery und Gallery Plus Gallery: Flexible Bestückung von Proben und Reagenzien durch Kombiteller Max 6 Segmente im Gerät Reagenzsegment mit 6 Positionen Probensegment mit 9 Positionen Gallery Plus: Max 6 Probensegmente mit je 9 Positionen Reagenzteller mit 42 Positionen Gemeinsam: Ständige Zugriffsmöglichkeit auf Proben, Reagenzien und Küvetten ohne die laufende Analytik zu unterbrechen Bis zu 2 (3) Stunden walk-away Zeit 18

10 Intuitive grafische Benutzeroberfläche In vielen Sprachen verfügbar Touch screen optional 19 Fazit Mit Hilfe der Thermo Scientific Pipettierautomaten Gallery und Arena erfolgt eine wirtschaftliche, schnelle und einfache Bestimmung der schwefligen Säure angepasst an die unterschiedlichen Ansprüche der Anwender in Bezug auf Durchsatz und Geschwindigkeit. Die Methoden entsprechen anerkannten, bekannten Verfahren und liefern mit den Referenzverfahren vergleichbare Werte. 20

11 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen am Ende des Schwefelblocks 21