EPA3550 Vodič za ultrazvučnu ekstrakciju
ultrazvučna ekstrakcija je zelena, ekološki prihvatljiva metoda ekstrakcije koja se može primijeniti na male laboratorijske uzorke, kao i za ekstrakciju vrijednih spojeva u komercijalnoj proizvodnji. Agencija za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Država (EPA) preporučuje različite analitičke hemije i metodologije ispitivanja karakteristika, uzorkovanje i praćenje životne sredine, kao i osiguranje kvaliteta kao podršku Zakonu o očuvanju i oporavku resursa (RCRA). Za ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju, EPA je objavila sljedeće smjernice:
METODA 3550C – ultrazvučna ekstrakcija
1. Obim i primjena
Osim toga, metode SW-846, sa izuzetkom potrebne metode za analizu metodom definiranih parametara, namijenjene su kao metode vođenja koje sadrže opće informacije o tome kako izvršiti analitičku proceduru ili tehniku koju laboratorij može koristiti kao osnovna polazna tačka za generisanje sopstvene detaljne Standardne operativne procedure (SOP), bilo za sopstvenu opštu upotrebu ili za specifičnu projektnu aplikaciju. Podaci o performansama uključeni u ovu metodu služe samo kao smjernice i nisu namijenjeni i ne smiju se koristiti kao apsolutni kriteriji prihvatljivosti za kontrolu kvalitete u svrhu akreditacije laboratorija.
1.1 Ova metoda opisuje postupak za ekstrakciju neisparljivih i poluisparljivih organskih jedinjenja iz čvrstih materija kao što su zemljište, mulj i otpad. Ultrazvučni proces osigurava prisan kontakt matrice uzorka sa rastvaračem za ekstrakciju.
1.2 Ova metoda je podijeljena u dva postupka, na osnovu očekivane koncentracije organskih jedinjenja. Procedura niske koncentracije (odjeljak 11.3) je za pojedinačne organske komponente koja se očekuje u količini manjoj ili jednakoj 20 mg/kg i koristi veću veličinu uzorka i tri serijske ekstrakcije (niže koncentracije je teže izdvojiti). Procedura srednje/visoke koncentracije (odjeljak 11.4) je za pojedinačne organske komponente koja se očekuje u većoj od 20 mg/kg i koristi manji uzorak i jednu ekstrakciju.
1.3 Preporučljivo je da se ekstrakti podvrgnu nekom obliku čišćenja (npr. korištenjem metode iz serije 3600) prije analize.
1.4 Od ključne je važnosti da se metoda (uključujući uputstva proizvođača) eksplicitno poštuje, kako bi se postigla maksimalna efikasnost ekstrakcije. Vidi Sec. 11.0 za raspravu o kritičnim aspektima postupka ekstrakcije. Konsultujte uputstva proizvođača u vezi sa specifičnim radnim postavkama.
1.5 Ova metoda opisuje najmanje tri sistema rastvarača za ekstrakciju koji se mogu koristiti za različite grupe analita (vidjeti odjeljak 7.4). Mogu se koristiti i drugi sistemi rastvarača, pod uslovom da se adekvatne performanse mogu pokazati za analite od interesa. Izbor rastvarača za ekstrakciju ovisit će o analitima od interesa i nijedan pojedinačni rastvarač nije univerzalno primjenjiv na sve grupe analita. Kao rezultat zabrinutosti oko efikasnosti ultrazvučne ekstrakcije, posebno pri koncentracijama blizu ili ispod oko 10 μg/kg, imperativ je da analitičar pokaže performanse specifičnog sistema rastvarača i radnih uslova za analite od interesa i koncentracije interes. Ova demonstracija se odnosi na bilo koji sistem rastvarača koji se koristi, uključujući one posebno navedene u ovoj metodi. Kao minimum, takva demonstracija će obuhvatiti početnu demonstraciju stručnosti opisanu u Metodi 3500, koristeći čistu referentnu matricu. Metoda 8000 opisuje postupke koji se mogu koristiti za razvoj kriterija performansi za takve demonstracije, kao i za rezultate matriksa i laboratorijskih kontrolnih uzoraka.
1.6 EPA napominje da postoje ograničeni objavljeni podaci o efikasnosti ultrazvučne ekstrakcije s obzirom na organofosforne pesticide pri niskim koncentracijama dio po milijardu (ppb) i ispod. Kao rezultat, upotreba ove metode posebno za ova jedinjenja treba da bude podržana podacima o performansama kao što su oni o kojima se raspravljalo gore i u Metodi 3500.
1.7 Prije upotrebe ove metode, analitičarima se savjetuje da konsultuju osnovnu metodu za svaku vrstu postupka koji se može koristiti u ukupnoj analizi (npr. Metode 3500, 3600, 5000 i 8000) za dodatne informacije o procedurama kontrole kvaliteta, razvoju kriterija prihvatljivosti QC, proračuna i općih smjernica. Analitičari bi također trebali pogledati izjavu o odricanju od odgovornosti na početku priručnika i informacije u drugom poglavlju za smjernice o namjeravanoj fleksibilnosti u izboru metoda, aparata, materijala, reagensa i zaliha, kao io odgovornostima analitičara da pokaže da korišćene tehnike su prikladne za analite od interesa, u matrici od interesa i na nivoima zabrinutosti.
Osim toga, analitičari i korisnici podataka se savjetuju da, osim tamo gdje je izričito navedeno u uredbi, upotreba metoda SW-846 nije obavezna kao odgovor na zahtjeve federalnog testiranja. Informacije sadržane u ovoj metodi pruža EPA kao smjernice koje će koristiti analitičari i regulirana zajednica u donošenju prosudbi neophodnih za generiranje rezultata koji ispunjavaju ciljeve kvaliteta podataka za namjeravanu primjenu.
1.8. Upotreba ove metode je ograničena na korištenje od strane ili pod nadzorom iskusnih i obučenih analitičara. Svaki analitičar mora pokazati sposobnost generiranja prihvatljivih rezultata ovom metodom. Kao što je gore navedeno, takve demonstracije su specifične za analite od interesa i korišćeni sistem rastvarača, kao i za postupke za uzorke niske i srednje/visoke koncentracije.
VialTweeter za ultrazvučnu pripremu uzorka
2. Sažetak metode
2.1 Postupak niske koncentracije — Uzorak se pomiješa sa bezvodnim natrijum sulfatom kako bi se formirao slobodno tekući prah. Smjesa se ekstrahira rastvaračem tri puta, koristeći ultrazvučnu ekstrakciju. Ekstrakt se odvaja od uzorka vakuumskom filtracijom ili centrifugiranjem. Ekstrakt je spreman za konačnu koncentraciju, čišćenje i/ili analizu.
2.2 Postupak srednje/visoke koncentracije — Uzorak se pomiješa sa bezvodnim natrijum sulfatom kako bi se formirao prašak koji slobodno teče. Ovo se ekstrahuje rastvaračem jednom, koristeći ultrazvučnu ekstrakciju. Dio ekstrakta se sakuplja za čišćenje i/ili analizu.
3. Definicije
Pogledajte prvo poglavlje i uputstva proizvođača za definicije koje mogu biti relevantne za ovu metodu.
4. Smetnje
4.1 Rastvarači, reagensi, stakleno posuđe i drugi hardver za obradu uzoraka mogu izazvati artefakte i/ili smetnje u analizi uzorka. Svi ovi materijali moraju biti dokazani da nemaju smetnji u uslovima analize analizom slepih uzoraka metode.
Specifičan odabir reagensa i prečišćavanje rastvarača destilacijom u sistemima od potpunog stakla može biti potreban. Pogledajte svaku metodu koja će se koristiti za posebne smjernice o postupcima kontrole kvaliteta i četvrto poglavlje za opće smjernice o čišćenju staklenog posuđa.
4.2 Interferencije su obično specifične za analite od interesa. Stoga, pogledajte Metodu 3500 i odgovarajuće determinativne metode za specifične smjernice o smetnjama ekstrakcije.
5. Sigurnost
Ova metoda ne rješava sva sigurnosna pitanja povezana s njenom upotrebom. Laboratorija je odgovorna za održavanje bezbednog radnog okruženja i aktuelnog fajla svesti o OSHA propisima u vezi sa bezbednim rukovanjem hemikalijama navedenim u ovoj metodi. Referentni fajl listova sa sigurnosnim podacima o materijalu (MSDS) treba da bude dostupan svom osoblju uključenom u ove analize.
6. Oprema i zalihe
Spominjanje trgovačkih naziva ili komercijalnih proizvoda u ovom priručniku je samo u ilustrativne svrhe i ne predstavlja EPA odobrenje ili isključivu preporuku za upotrebu. Proizvodi i postavke instrumenata citirane u metodama SW-846 predstavljaju one proizvode i postavke korištene tokom razvoja metode ili naknadno ocijenjene od strane Agencije. Stakleno posuđe, reagensi, zalihe, oprema i postavke osim onih navedenih u ovom priručniku mogu se koristiti pod uslovom da su performanse metode koje odgovaraju predviđenoj primjeni demonstrirane i dokumentirane.
Ovaj odjeljak ne navodi uobičajeno laboratorijsko stakleno posuđe (npr. čaše i tikvice).
6.2 Ultrazvučna priprema — Mora se koristiti uređaj tipa rog opremljen vrhom od titanijuma ili uređaj koji će dati odgovarajuće performanse. (npr UP200Ht ili UP200St)
6.2.1 Ultrazvučni disruptor — Ometač mora imati minimalnu snagu od 300 vati, s mogućnošću pulsiranja. Preporučuje se uređaj dizajniran za smanjenje zvuka kavitacije. Slijedite upute proizvođača za pripremu disruptera za ekstrakciju uzoraka s niskim i srednjim/visokim koncentracijama. (npr UP400S)
6.2.2 Koristite rog od 3/4 inča za proceduru metode niske koncentracije i 1/8-inčni konusni mikrovrh pričvršćen na rog od 1/2 inča za proceduru metode srednje/visoke koncentracije.
6.3 Kutija za zaštitu od zvuka – Da biste izbegli oštećenje sluha, preporučuje se upotreba zvučno zaštitnog kućišta (npr. zvučno zaštitna kutija SPB-L). Na taj način, kavitacijska buka procesa sonikacije može se značajno smanjiti.
Dodatna oprema
6.4.1 Peć za sušenje — Mogućnost održavanja 105 °C.
6.4.2 Eksikator.
6.4.3 Tagle — Porcelan ili aluminijum za jednokratnu upotrebu.
6.5 Pasterove pipete — 1-mL, staklo, za jednokratnu upotrebu.
6.7 Aparat za filtriranje pod pritiskom ili vakuumom
6.7.1 Buchnerov lijevak
6.7.2 Filter papir
6.8 Kuderna-danski (KD) aparat
6.8.1 Cijev koncentratora — 10-mL, graduirano. Za sprečavanje isparavanja ekstrakata koristi se čep od brušenog stakla.
6.8.2 Tikvica za isparavanje — 500-mL. Pričvrstite tikvicu na cijev koncentratora oprugama, stezaljkama ili sličnim.
6.8.3 Snyder kolona — Makro sa tri lopte.
6.8.4 Snyder kolona — Mikro sa dvije lopte.
6.8.5 Opruge — 1/2 inča.
6.9 Sistem povrata para rastvarača.
NAPOMENA: Ovo stakleno posuđe se preporučuje u svrhu obnavljanja rastvarača tokom postupaka koncentriranja koji zahtijevaju upotrebu Kuderna-Danish koncentratora za isparavanje. Ugradnja ovog aparata može biti potrebna federalnim, državnim ili lokalnim općinskim propisima koji regulišu emisije isparljivih organskih tvari u zrak. EPA preporučuje ugradnju ovog tipa rekultivacionog sistema kao metode za implementaciju programa smanjenja emisija. Oporaba rastvarača je način usklađivanja s inicijativama za smanjenje otpada i sprečavanje zagađenja.
6.10 Kuvanje čipsa — Ekstrahovan rastvaračem, približno 10/40 mesh (silicijum karbid ili ekvivalent).
6.11 Vodeno kupatilo — Zagrijan, sa koncentričnim prstenastim poklopcem, sposoban za kontrolu temperature do ± 5 °C. Kadu treba koristiti u haubi.
6.12 Balans — Opterećenje odozgo, sposobno za precizno vaganje do najbližih 0,01 g.
6.13 Bočice — 2-mL, za GC autosampler, opremljen sa politetrafluoroetilenom (PTFE) obloženim poklopcima na navoj ili krimp vrhovima.
6.14 Staklene scintilacijske bočice — 20-mL, opremljen poklopcima na navoj obloženim PTFE.
6.15 Spatula — Nerđajući čelik ili PTFE.
6.16 Kolona za sušenje — Kromatografska kolona od borosilikatnog stakla promjera 20 mm sa staklenom vunom na dnu.
NAPOMENA: Kolone sa fritiranim staklenim diskovima je teško dekontaminirati nakon što se koriste za sušenje visoko kontaminiranih ekstrakata. Mogu se kupiti stubovi bez fritaja.
Koristite mali jastučić od staklene vune da zadržite adsorbens. Prethodno operite jastučić od staklene vune sa 50 mL acetona, a zatim sa 50 mL rastvarača za eluiranje pre punjenja kolone adsorbentom.
6.17 Aparat za isparavanje dušika (opciono) — N-Evap, 12- ili 24-položajni (Organomation Model 112, ili ekvivalent).
7. Reagensi i standardi
7.2 Voda bez organskih reagensa. Sve reference na vodu u ovoj metodi odnose se na vodu bez organskih reagensa, kako je definisano u prvom poglavlju.
7.3 Natrijum sulfat (granularni, bezvodni), Na2SO4. Prečistiti zagrijavanjem na 400 °C tokom 4 sata u plitkom poslužavniku ili prethodnim čišćenjem natrijum sulfata metilen hloridom. Ako je natrijum sulfat prethodno očišćen metilen hloridom, treba analizirati slepu metodu koja pokazuje da nema smetnji od natrijum sulfata.
7.4 Rastvarači za ekstrakciju
Uzorke treba ekstrahovati pomoću sistema rastvarača koji daje optimalan, ponovljiv oporavak analita od interesa iz matrice uzorka, pri koncentracijama od interesa. Izbor rastvarača za ekstrakciju ovisit će o analitima od interesa i nijedno otapalo nije univerzalno primjenjivo na sve grupe analita. Koji god sistem rastvarača da se koristi, uključujući one posebno navedene u ovoj metodi, analitičar mora pokazati adekvatne performanse za analite od interesa, na nivoima od interesa. U najmanju ruku, takva demonstracija će obuhvatiti početnu demonstraciju stručnosti opisanu u Metodi 3500, koristeći čistu referentnu matricu. Metoda 8000 opisuje postupke koji se mogu koristiti za razvoj kriterija performansi za takve demonstracije, kao i za rezultate matriksa i laboratorijskih kontrolnih uzoraka.
Mnogi dole opisani sistemi rastvarača uključuju kombinaciju rastvarača koji se meša sa vodom, kao što je aceton, i rastvarača koji se ne meša sa vodom, kao što je metilen hlorid ili heksan. Svrha rastvarača koji se miješa s vodom je da olakša ekstrakciju vlažnih čvrstih tvari tako što će dozvoliti miješanom rastvaraču da prodre u sloj vode na površini čvrstih čestica. Otapalo koje se ne miješa s vodom ekstrahira organska jedinjenja sa sličnim polaritetima. Stoga se nepolarni rastvarač kao što je heksan često koristi za nepolarne analite kao što su PCB, dok se polarni rastvarač kao što je metilen hlorid može koristiti za polarne analite. Polaritet acetona također može pomoći ekstrahiranju polarnih analita u mješovitim sistemima rastvarača.
Tabela 1 daje primjere podataka o oporavku za odabrana poluisparljiva organska jedinjenja ekstrahovana iz NIST SRM pomoću različitih sistema rastvarača za ekstrakciju. Sljedeći odjeljci pružaju smjernice o izboru rastvarača za različite klase analita.
Sva otapala bi trebala biti kvalitetna ili ekvivalentna pesticidima. Rastvarači se mogu degazirati prije upotrebe.
7.4.1 Poluhlapljive organske tvari mogu se ekstrahirati acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ili acetonom/metilen hloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organohlorni pesticidi se mogu ekstrahovati acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ili acetonom/metilen hloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB-i se mogu ekstrahovati acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ili acetonom/metilen hloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), ili heksanom (C6H14).
7.4.4 Mogu se koristiti i drugi sistemi rastvarača, pod uslovom da analitičar može pokazati adekvatne performanse za analite od interesa, pri koncentracijama od interesa, u matrici uzorka (vidjeti Metodu 3500).
7.5 Zamijeniti rastvarače — Uz korištenje nekih determinativnih metoda, rastvarač za ekstrakciju će se morati zamijeniti rastvaračem koji je kompatibilan s instrumentima koji se koriste u toj determinativnoj metodi. Pogledajte determinativnu metodu koja će se koristiti za odabir odgovarajućeg rastvarača za izmjenu. Sva otapala moraju biti kvaliteta pesticida ili ekvivalentna. Primjeri zamjenskih rastvarača su dati u nastavku.
7.5.1 Heksan, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cikloheksan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Kutija za zaštitu od zvuka SPB-L značajno smanjuje kavitacijsku buku sonikacije.
8. Sakupljanje uzoraka, očuvanje i skladištenje
8.1 Vidi uvodni materijal za četvrto poglavlje, “Organic Analytes” Metoda 3500 i specifične determinativne metode koje treba koristiti.
8.2 Čvrsti uzorci koji se ekstrahuju ovom procedurom treba da se sakupljaju i čuvaju kao i svi drugi čvrsti uzorci koji sadrže poluisparljive organske materije.
9. Kontrola kvaliteta
9.2 Početna demonstracija stručnosti
Svaka laboratorija mora pokazati početnu stručnost sa svakom kombinacijom pripreme uzorka i determinativne metode koju koristi generiranjem podataka prihvatljive tačnosti i preciznosti za ciljne analite u čistoj matrici. Laboratorija također mora ponavljati demonstraciju stručnosti kad god se obučavaju novi članovi osoblja ili se vrše značajne promjene u instrumentaciji. Pogledajte Metod 8000 za informacije o tome kako postići demonstraciju stručnosti.
9.3 U početku, prije obrade bilo kojeg uzorka, analitičar treba pokazati da su svi dijelovi opreme u kontaktu sa uzorkom i reagensima bez smetnji. Ovo se postiže analizom blanko metode. Kao stalna provjera, svaki put kada se uzorci ekstrahuju, čiste i analiziraju, i kada dođe do promjene u reagensima, treba ekstrahirati slijepu probu i analizirati jedinjenja od interesa kao zaštitu od kronične laboratorijske kontaminacije.
9.4 Bilo koji slepi uzorci metode, uzorci matriksa ili replicirani uzorci treba da budu podvrgnuti istim analitičkim procedurama (Odeljak 11.0) kao i oni koji se koriste na stvarnim uzorcima.
9.5 Standardne prakse osiguranja kvaliteta trebaju se koristiti sa ovom metodom kao što je uključeno u odgovarajuća dokumenta sistematskog planiranja i laboratorijske SOP. Svi uslovi rada instrumenta treba da budu zabeleženi.
9.6 Takođe pogledajte Metod 3500 za postupke kontrole kvaliteta ekstrakcije i pripreme uzoraka i determinativne metode koje će se koristiti za determinativne QC procedure.
9.7 Kada su navedeni u odgovarajućoj determinativnoj metodi, surogat standarde treba dodati svim uzorcima prije ekstrakcije. Za više informacija pogledajte Metode 3500 i 8000 i odgovarajuće determinativne metode.
9.8 Kao što je ranije navedeno, upotreba bilo koje tehnike ekstrakcije, uključujući ultrazvučnu ekstrakciju, treba da bude podržana podacima koji pokazuju performanse specifičnog sistema rastvarača i radnih uslova za analite od interesa, na nivoima od interesa, u matrici uzorka.
10. Kalibracija i standardizacija
Ne postoje koraci kalibracije ili standardizacije koji su direktno povezani sa ovom procedurom ekstrakcije uzorka.
11. Procedura
Kao što je navedeno u sek. 1.4, ultrazvučna ekstrakcija možda nije tako rigorozna metoda kao druge metode ekstrakcije tla/čvrste tvari. Stoga je kritično da se ova metoda eksplicitno slijedi (uključujući uputstva proizvođača) kako bi se postigla maksimalna efikasnost ekstrakcije. U najmanju ruku, za uspješnu upotrebu ove tehnike:
11.1 Rukovanje uzorkom
11.1.2 Uzorci otpada — Uzorci koji se sastoje od više faza moraju se pripremiti prije ekstrakcije postupkom odvajanja faza opisanim u drugom poglavlju. Ovaj postupak ekstrakcije je samo za čvrste materije.
11.1.3 Suvi uzorci otpada koji se mogu mljeti — Samljeti ili na drugi način podijeliti otpad tako da prođe kroz sito od 1 mm ili da se može istisnuti kroz rupu od 1 mm. Ubacite dovoljno uzorka u aparat za mljevenje da dobijete najmanje 10 g nakon mljevenja.
OPREZ: Sušenje i mljevenje treba obavljati u haubi, kako bi se izbjegla kontaminacija laboratorije.
11.1.4 Gumasti, vlaknasti ili uljni materijali koji nisu podložni mljevenju — Izrežite, usitnite ili na drugi način smanjite ove materijale kako biste omogućili miješanje i maksimalno izlaganje površina uzorka za ekstrakciju.
11.2 Određivanje procenta suve težine — Kada se rezultati uzorka izračunavaju na osnovu suhe težine, odvojeni dio uzorka treba izvagati u isto vrijeme kao i dio koji se koristi za analitičko određivanje.
OPREZ: Rerna za sušenje treba da bude smeštena u napu ili sa ventilacijom. Značajna laboratorijska kontaminacija može biti rezultat jako kontaminiranog uzorka opasnog otpada.
Odmah nakon vaganja alikvota uzorka koji treba ekstrahirati, izmjerite dodatni alikvot uzorka od 5 do 10 g u tarirani lončić. Osušite ovaj alikvot preko noći na 105 °C. Ostavite da se ohladi u eksikatoru prije vaganja.
Izračunajte postotak suhe težine na sljedeći način:
% suhe težine = (g suhog uzorka / g uzorka) x 100
Ovaj alikvot osušen u pećnici se ne koristi za ekstrakciju i treba ga na odgovarajući način zbrinuti kada se utvrdi suva težina.
11.3 Postupak ekstrakcije niske koncentracije
Ovaj postupak se primjenjuje na čvrste uzorke za koje se očekuje da sadrže manje ili jednako 20 mg/kg organskih analiza.
Koraci prije sonikacije
11.3.1 Sljedeće korake treba izvesti brzo kako bi se izbjegao gubitak hlapljivijih ekstrakata.
11.3.1.1 Izvagati približno 30 g uzorka u čašu od 400 mL. Zabilježite težinu na najbližih 0,1 g.
11.3.1.2 Za uzorak u svakoj seriji odabranoj za dodavanje, dodajte 1,0 mL rastvora za dodavanje matriksa. Konsultujte Metodu 3500 za smjernice o odgovarajućem izboru spojeva i koncentracija matriksa. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.3.1.3 Dodati 1,0 mL surogat standardne otopine svim uzorcima, uzorcima sa dodacima, QC uzorcima i slijepim probama. Konsultujte Metodu 3500 za uputstva o odgovarajućem izboru surogatnih jedinjenja i koncentracija. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.3.1.4 Ako se koristi čišćenje permeacije gela (vidi Metodu 3640), analitičar treba ili dodati dvostruku zapreminu surogatnog rastvora za dodavanje (i rastvora za dodavanje matriksa, gde je primenjivo), ili koncentrirati konačni ekstrakt na polovinu normalne zapremine , da nadoknadi polovinu ekstrakta koja je izgubljena zbog punjenja GPC kolone. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.3.1.5 Neporozni ili vlažni uzorci (gumasti ili glineni) koji nemaju pješčanu teksturu slobodnog protoka moraju se pomiješati sa 60 g bezvodnog natrijum sulfata pomoću lopatice. Ako je potrebno, može se dodati još natrijum sulfata. Nakon dodavanja natrijum sulfata, uzorak bi trebao biti slobodan. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.3.1.6 Odmah dodati 100 mL rastvarača za ekstrakciju ili mešavine rastvarača (videti odeljak 7.4 i tabelu 2 za informacije o izboru rastvarača).
11.3.2 Postavite donju površinu vrha 3/4-inčnog roga za razbijanje oko 1/2-inča ispod površine rastvarača, ali iznad sloja sedimenta.
NAPOMENA: Uvjerite se da je ultrazvučna sirena/sonotroda pravilno montirana prema uputama proizvođača.
11.3.3 Ultrazvučno ekstrahirajte uzorak u trajanju od 3 minute, s kontrolom izlaza postavljenom na 100% (puna snaga) ili na preporučenu postavku snage proizvođača, prekidač režima na puls (pulsirajuća energija umjesto kontinuirane energije) i postotak radnog ciklusa postavljeno na 50% (energija uključena 50% vremena i isključena 50% vremena). Nemojte koristiti sondu sa mikrovrhom.
11.3.4 Dekantirajte ekstrakt i filtrirajte ga kroz filter papir (npr. Whatman br. 41 ili ekvivalentan) u Buchnerov lijevak koji je pričvršćen na čistu tikvicu za filtraciju od 500 mL. Alternativno, dekantirajte ekstrakt u bocu za centrifugu i centrifugirajte na maloj brzini kako biste uklonili čestice.
11.3.5 Ponovite ekstrakciju još dva puta sa dve dodatne porcije od 100 ml čistog rastvarača. Odlijte rastvarač nakon svake ultrazvučne ekstrakcije. Nakon završne ultrazvučne ekstrakcije, sipajte cijeli uzorak u Buchnerov lijevak, isperite čašu rastvaračem za ekstrakciju i dodajte ispiranje u lijevak.
Koraci nakon sonikacije
11.3.6 Ako je potrebno, koncentrisati ekstrakt prije analize slijedeći proceduru u odjeljku 11.5. U suprotnom, nastavite na Pog. 11.7.
UP200St sa mikro vrhom za sonikaciju uzorka
11.4 Postupak ekstrakcije srednje/visoke koncentracije
Ovaj postupak se primjenjuje na čvrste uzorke za koje se očekuje da sadrže više od 20 mg/kg organskih analita.
Koraci prije sonikacije
11.4.2 Za uzorak u svakoj seriji odabranoj za dodavanje, dodajte 1,0 mL rastvora za dodavanje matriksa. Konsultujte Metodu 3500 za smjernice o odgovarajućem izboru spojeva i koncentracija matriksa. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.4.3 Dodajte 1,0 mL surogatnog rastvora za dodavanje u sve uzorke, uzorke sa dodacima, QC uzorke i slijepe probe. Konsultujte Metodu 3500 za smjernice o odgovarajućem izboru spojeva i koncentracija matriksa. Takođe pogledajte napomenu u odl. 11.3.
11.4.4 Ako se koristi čišćenje permeacije gela (vidi metodu 3640), analitičar treba ili dodati dvostruku zapreminu surogatnog rastvora za dodavanje (i rastvora za dodavanje matriksa, gde je primenjivo), ili koncentrirati konačni ekstrakt na polovinu normalne zapremine , da nadoknadi polovinu ekstrakta koja je izgubljena zbog punjenja GPC kolone.
11.4.5 Neporozni ili vlažni uzorci (gumasti ili glineni) koji nemaju pješčanu teksturu slobodnog protoka moraju se pomiješati sa 2 g bezvodnog natrijum sulfata pomoću lopatice. Ako je potrebno, može se dodati još natrijum sulfata. Nakon dodavanja natrijum sulfata, uzorak bi trebao biti slobodan (vidi napomenu u odjeljku 11.3).
11.4.6 Odmah dodajte bilo koju zapreminu rastvarača koja je potrebna da se konačna zapremina dovede do 10,0 mL, uzimajući u obzir dodanu zapreminu surogata i matriksa (pogledajte odeljak 7.4 i tabelu 2 za informacije o izboru rastvarača).
11.4.7 Ekstrahirajte uzorak ultrazvučnom sondom sa suženim mikrovrhom od 1/8 inča u trajanju od 2 min pri postavci kontrole izlaza 5 i sa prekidačem režima na impulsnom i postotnom radnom ciklusu na 50%.
11.4.8 Pasterovu pipetu za jednokratnu upotrebu slobodno upakujte sa 2 do 3 cm staklene vune. Ekstrakt uzorka filtrirajte kroz staklenu vunu i sakupite ekstrakt u odgovarajuću posudu. Cijelih 10 mL rastvarača za ekstrakciju ne može se izdvojiti iz uzorka. Stoga, analitičar treba prikupiti volumen koji odgovara osjetljivosti determinativne metode koja će se koristiti. Na primjer, za metode za koje nije potrebno da se ekstrakt dodatno koncentriše (npr. Metoda 8081 obično koristi konačnu zapreminu ekstrakta od 10 mL), ekstrakt se može prikupiti u scintilacionoj bočici ili drugom kontejneru koji se može zatvoriti. Za ekstrakte kojima će biti potrebna dodatna koncentracija, preporučljivo je prikupiti standardni volumen za sve takve uzorke kako bi se pojednostavio proračun konačnih rezultata uzorka. Na primjer, sakupite 5,0 mL ekstrakta u čistu epruvetu koncentratora. Ova zapremina predstavlja tačno polovinu ukupne zapremine originalnog ekstrakta uzorka. Po potrebi, računajte “gubitak” pola ekstrakta u proračunima konačnog uzorka, ili koncentrirati konačni ekstrakt na polovinu nominalne konačne zapremine (npr. 0,5 mL naspram 1,0 mL) da bi se nadoknadio gubitak.
11.4.9 Ako je potrebno, koncentrisati ekstrakt prije analize slijedeći proceduru u Pog. 11.5 ili Sec. 11.6. U suprotnom, nastavite na Pog. 11.7.
Tehnike koncentracije
Tamo gdje je potrebno da se ispune kriteriji osjetljivosti, ekstrakti uzoraka iz postupka ekstrakcije niske koncentracije ili srednje/visoke koncentracije mogu se koncentrirati do konačnog volumena potrebnog za determinativnu metodu i specifičnu primjenu koja će se koristiti, koristeći KD tehniku ili isparavanje dušika.
11.5.1 Sastavite Kuderna-Danski (KD) koncentrator tako što ćete pričvrstiti epruvetu koncentratora od 10 mL na tikvicu za isparavanje odgovarajuće veličine.
11.5.2 Osušite ekstrakt propuštanjem kroz kolonu za sušenje koja sadrži oko 10 g bezvodnog natrijum sulfata. Sakupite osušeni ekstrakt u KD koncentratoru.
11.5.3 Isperite epruvetu za sakupljanje i kolonu za sušenje u KD tikvicu s dodatnim dijelom rastvarača od 20 mL kako bi se postigao kvantitativni prijenos.
11.5.4 Dodajte jedan ili dva čista ključala u tikvicu i pričvrstite Snyder kolonu sa tri kuglice. Pričvrstite stakleno posuđe za rekuperaciju para rastvarača (kondenzator i uređaj za sakupljanje, pogledajte odjeljak 6.9) na Snyder kolonu KD aparata, slijedeći upute proizvođača. Prethodno navlažite Snyder kolonu dodavanjem oko 1 mL metilen hlorida (ili drugog odgovarajućeg rastvarača) na vrh kolone. Stavite KD aparat na toplo vodeno kupatilo (15 – 20 EC iznad tačke ključanja rastvarača) tako da je cijev koncentratora djelomično uronjena u vruću vodu, a cijela donja zaobljena površina tikvice okupana vrelom parom. Podesite vertikalni položaj aparata i temperaturu vode koliko je potrebno da završite koncentraciju u 10 – 20 min. Pri pravilnoj brzini destilacije, kuglice kolone će aktivno klepetati, ali komore neće poplaviti. Kada prividna zapremina tečnosti dostigne 1 mL, izvadite KD aparat iz vodenog kupatila i ostavite da se ocedi i hladi najmanje 10 minuta.
OPREZ: Nemojte dozvoliti da se ekstrakt osuši, jer će to dovesti do ozbiljnog gubitka nekih analita. Organofosforni pesticidi su posebno osjetljivi na takve gubitke.
11.5.4.1 Ako je potrebna zamjena rastvarača (kao što je naznačeno u Tabeli 2 ili odgovarajućoj determinativnoj metodi), trenutno uklonite Snyder kolonu, dodajte 50 mL zamjenskog rastvarača i novi ključajući čip.
11.5.4.2 Ponovo spojite Snyder stupac. Koncentrirajte ekstrakt, podižući temperaturu vodene kupke, ako je potrebno, kako bi se održala odgovarajuća brzina destilacije.
11.5.5 Uklonite Snyderov stupac. Isperite KD tikvicu i donje spojeve Snyderove kolone u cijev koncentratora sa 1 – 2 mL rastvarača. Ekstrakt se može dalje koncentrirati korištenjem jedne od tehnika opisanih u Pog. 11.6, ili prilagođeno na konačni volumen od 5.0 – 10,0 mL koristeći odgovarajući rastvarač (vidi tabelu 2 ili odgovarajuću determinativnu metodu). Ako su prisutni kristali sumpora, pređite na metodu 3660 za čišćenje.
11.6 Ako je potrebna dodatna koncentracija, upotrijebite tehniku mikro-Snyder kolone (vidi odjeljak 11.6.1) ili tehniku isparavanja dušika (vidi odjeljak 11.6.2).
11.6.1 Tehnika Micro-Snyder kolone
11.6.1.1 Dodajte svježu čistu strugotinu u cijev koncentratora i pričvrstite mikro-Snyder kolonu s dvije kugle direktno na cijev koncentratora. Pričvrstite stakleno posuđe za rekuperaciju pare rastvarača (kondenzator i uređaj za sakupljanje) na mikro-Snyder kolonu KD aparata, slijedeći upute proizvođača. Prethodno navlažite Snyder kolonu dodavanjem 0,5 mL metilen hlorida ili rastvarača za izmjenu na vrh kolone. Stavite aparat za mikrokoncentraciju u toplo vodeno kupatilo tako da cijev koncentratora bude djelomično uronjena u toplu vodu. Podesite vertikalni položaj aparata i temperaturu vode, po potrebi, kako biste dovršili koncentraciju u 5 – 10 min. Pri pravilnoj brzini destilacije, kuglice kolone će aktivno klepetati, ali komore neće preplaviti.
11.6.1.2 Kada prividna zapremina tečnosti dostigne 0,5 mL, izvadite aparat iz vodenog kupatila i ostavite da se ocedi i ohladi najmanje 10 minuta. Uklonite Snyder kolonu i isperite njene donje spojeve u cijev koncentratora sa 0,2 mL rastvarača. Podesite konačnu zapreminu ekstrakta na 1,0 – 2,0 mL.
OPREZ: Nemojte dozvoliti da se ekstrakt osuši, jer će to dovesti do ozbiljnog gubitka nekih analita. Organofosforni pesticidi su posebno osjetljivi na takve gubitke.
11.6.2 Tehnika isparavanja dušika
11.6.2.1 Stavite epruvetu koncentratora u toplu kupku (30°C) i isparite zapreminu rastvarača do 0,5 mL koristeći blagi mlaz čistog, suvog azota (filtriranog kroz kolonu aktivnog uglja).
OPREZ: Nova plastična cijev se ne smije koristiti između hvatača ugljika i uzorka, jer može dovesti do interferencije ftalata.
11.6.2.2 Isprati unutrašnji zid cijevi koncentratora nekoliko puta rastvaračem tokom koncentracije. Tokom isparavanja, postavite cijev koncentratora kako biste izbjegli kondenzaciju vode u ekstraktu. Pod normalnim postupcima, ne smije se dozvoliti da se ekstrakt osuši.
OPREZ: Nemojte dozvoliti da se ekstrakt osuši, jer će to dovesti do ozbiljnog gubitka nekih analita. Organofosforni pesticidi su posebno osjetljivi na takve gubitke.
11.7 Ekstrakt se sada može podvrgnuti postupcima čišćenja ili analizirati na ciljne analite koristeći odgovarajuću(e) tehniku(e) determinacije. Ako se daljnje rukovanje ekstraktom ne izvrši odmah, zatvorite cijev koncentratora i pohranite u hladnjak. Ako će se ekstrakt čuvati duže od 2 dana, treba ga prenijeti u bočicu opremljenu PTFE poklopcem na navoj i označiti na odgovarajući način.
12. Analiza i proračuni podataka
Ne postoje kalkulacije koje su eksplicitno povezane sa ovom procedurom ekstrakcije. Pogledajte odgovarajuću determinativnu metodu za izračunavanje konačnih rezultata uzorka.
13. Performanse metode
14. Prevencija zagađenja
14.1 Sprečavanje zagađenja obuhvata svaku tehniku koja smanjuje ili eliminiše količinu i/ili toksičnost otpada na mestu nastanka. U radu laboratorija postoje brojne mogućnosti za prevenciju zagađenja. EPA je uspostavila preferiranu hijerarhiju tehnika upravljanja životnom sredinom koja stavlja prevenciju zagađenja kao opciju upravljanja prvog izbora. Kad god je to izvodljivo, laboratorijsko osoblje treba koristiti tehnike prevencije zagađenja kako bi se pozabavilo njihovim stvaranjem otpada. Kada se otpad ne može izvodljivo smanjiti na izvoru, Agencija preporučuje recikliranje kao sljedeću najbolju opciju.
14.2 Za informacije o prevenciji zagađenja koje se mogu primijeniti na laboratorije i istraživačke institucije, konsultujte Manje je bolje: Laboratorijsko upravljanje hemikalijama za smanjenje otpada dostupno je u Odjeljenju za odnose s vlastima i naučnu politiku Američkog hemijskog društva, 1155 16th St., NW Washington, DC 20036 , https://www.acs.org.
15. Upravljanje otpadom
rad na haubama i klupama, u skladu sa slovom i duhom svih dozvola i propisa za ispuštanje u kanalizaciju, i poštivanjem svih propisa o čvrstom i opasnom otpadu, posebno pravila za identifikaciju opasnog otpada i ograničenja za odlaganje zemljišta. Za dodatne informacije o upravljanju otpadom, pogledajte Priručnik za upravljanje otpadom za laboratorijsko osoblje koji je dostupan od Američkog hemijskog društva na adresi navedenoj u odl. 14.2.
16. Reference
- US EPA, “Međulaboratorijska uporedna studija: Metode za hlapljiva i poluisparljiva jedinjenja,” Laboratorija za sisteme za praćenje životne sredine, Kancelarija za istraživanje i razvoj, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- CS Hein, PJ Marsden, AS Shurtleff, “Evaluacija metoda 3540 (Soxhlet) i 3550 (sonifikacija) za ocjenjivanje analita iz Dodatka IX iz čvrstih uzoraka,” S-CUBED, Izveštaj za EPA ugovor 68-03-33-75, Radni zadatak br. 03, Dokument br. SSS-R- 88-9436, oktobar 1988.
Činjenice koje vrijedi znati
Ultrazvučni homogenizatori tkiva se često nazivaju sonikator sonde, zvučni lizer, ultrazvučni disruptor, ultrazvučni mlin, sono-ruptor, sonifier, zvučni dismembrator, ćelijski disruptor, ultrazvučni disperzer ili rastvarač. Različiti pojmovi proizlaze iz različitih primjena koje se mogu ispuniti sonikacijom.
Različite veličine sonotroda za UP200Ht