VialTweeter – Sonoreaktor za ekstrakciju minerala u tragovima iz tla

Za praćenje zdravlja i zagađenja tla, zagađivači kao što su minerali u tragovima moraju se izdvojiti i izmjeriti. VialTweeter značajno olakšava preanalitičku ekstrakciju u laboratorijskim radnim tokovima. Ekstrakcija minerala u tragovima iz uzoraka tla je odličan primjer koji pokazuje efikasnost i pouzdanost VialTweetera za poboljšane rezultate ekstrakcije.

Ekstrakcija minerala u tragovima iz uzoraka tla

Ekstrakcija minerala u tragovima iz tla je ključni analitički korak u monitoringu životne sredine, geohemijskim studijama i poljoprivrednim procjenama. Tradicionalne metode, uključujući kiselu digestiju, mikroekstrakciju i ekstrakciju uz pomoć mikrotalasne pećnice, često su dugotrajne, reagens-intenzivne i/ili opasne po okolinu.
VialTweeter, ultrazvučni sonoreaktor velike snage, je superiorna alternativa, nudi poboljšanu efikasnost ekstrakcije, skraćeno vrijeme obrade i minimalnu potrošnju reagensa. Ovaj novi pristup značajno poboljšava oporavak elemenata u tragovima iz matrice tla, osiguravajući preciznije i ponovljive rezultate uz pridržavanje principa zelene analitičke kemije.

Ekstrakcija minerala u tragovima iz tla pomoću VialTweeter-a sa više cijevi Sonicator

Carretero-Peña i dr. (2021) proveli su studiju koja pokazuje da je VialTweeter visoko efikasan alat za ekstrakciju minerala u tragovima iz tla. U nastavku su navedeni ključni detalji i nalazi njihovog istraživanja.

Ultrazvučna ekstrakcija sa VialTweeterom:
4,0–7,5 mg zemlje se izvaga u Eppendorf epruvete od 1,5 mL. Doda se određena zapremina rastvora HNO₃ (0,60–1,5 mL) i epruvete se zapečaće pre stavljanja u VialTweeter sonoreaktor. Uzorci se podvrgavaju ultrazvučnoj ekstrakciji na sobnoj temperaturi u trajanju od 450 sekundi. Nakon sonikacije, centrifugiraju se na 3500 o/min 10 minuta. Dio supernatanta se preko mikropipete prenese u tikvicu od 10 mL, gdje se razrijedi sa 5,0% HNO₃. Dodat je interni standard germanijuma (Ge IV) kako bi se postigla konačna koncentracija od 10 ng/mL prije analize.
Trajanje sa VialTweeterom: 450 sekundi
 

Kisela probava uzoraka tla:
50 mg zemlje tretirano je sa 2,5 mL HNO₃ i 5,0 mL HF u zatvorenim teflonskim posudama za digestiju na 90°C tokom 8 sati. Posude se zatim otvore i doda se 2,5 mL HClO₄ prije isparavanja smjese do suhog na 200°C na vrućoj ploči. Nakon toga se unosi 1,0 mL HNO₃ i ponovo se ispari. Završni korak uključuje otapanje ostatka u 2,5 mL HNO₃, prebacivanje otopine u volumetrijsku tikvicu od 50 mL i dopunu volumena ultračistom vodom. Dodati su unutrašnji standardi indija (In III) i itrijuma (Y III) (50 μL rastvora od 10 mg/L) kako bi se osigurala tačnost u naknadnoj elementarnoj analizi.
Trajanje kisele probave: 8 sati
 

Optimizacija uslova ekstrakcije

Istraživanja su testirala različite uslove ekstrakcije kako bi se dobila maksimalna količina minerala u tragovima iz uzoraka tla. Ovi uvjeti maksimiziraju oporavak elemenata u tragovima dok minimiziraju upotrebu kiselina i smanjuju ukupno vrijeme ekstrakcije u usporedbi s tradicionalnim metodama digestije.

Usporedba efikasnosti ekstrakcije: VialTweeter vs Acid Digestion

Komparativna procjena prinosa ekstrakcije minerala u odnosu na referentne uzorke ekstrahovane kiselom digestijom naglašava odličnu efikasnost i pouzdanost sonikatora VialTweeter sa više cijevi.

Efikasnost ekstrakcije veća od 100% znači da količina datog elementa ekstrahovanog iz uzorka premašuje očekivanu ili referentnu vrijednost.

Uz VialTweeter, efikasna ekstrakcija supstanci iz uzoraka visokog protoka olakšava svakodnevni rad u analitičkim laboratorijama.

1. brže izvlačenje – Drastično skraćuje vrijeme sa sati na minute.
2. Minimalna kontaminacija uzorka – Zapečaćeni dizajn bočice sprečava kontaminaciju u vazduhu ili unakrsnu kontaminaciju.
3. Visoka reproduktivnost – Ravnomerna distribucija energije po bočicama eliminiše varijabilnost.
4. ekološki prihvatljivo – Smanjuje potrošnju kiseline i opasan otpad.
5. Skalabilnost i visoka propusnost – Pogodno za brze programe praćenja životne sredine.

VialTweeter Sonoreactor

Mehanizam ekstrakcije potpomognute ultrazvukom (UAE).

Princip rada VialTweeter sonoreaktora je moćna ultrazvučna kavitacija, fizički fenomen koji generiše lokalizovane velike sile smicanja i razlike pritiska unutar tečnog medija. Ovaj fenomen olakšava razgradnju čestica tla i povećava efikasnost ispiranja metalnih jona u rastvarač za ekstrakciju.

Ključne prednosti ultrazvučne kavitacije u ekstrakciji tla:

• Poboljšano narušavanje matrice: mikromlaznice izazvane kavitacijom poboljšavaju prodiranje rastvarača u čestice tla.
• Smanjena veličina čestica: mehaničke sile razgrađuju agregate, izlažući veću površinu za ekstrakciju minerala.
• Povećana kinetika reakcije: Ubrzana desorpcija i otapanje metala u tragovima u rastvoru.
• Minimizirana upotreba reagensa: Smanjenje koncentracije kiseline smanjuje utjecaj na okoliš bez ugrožavanja efikasnosti ekstrakcije.

VialTweeter konfiguracija i dizajn

VialTweeter sistem se sastoji od titanijumskog bloka sa 10 utora za bočice, koji osiguravaju ujednačenu distribuciju ultrazvučne energije. Pokreće ga ultrazvučni generator snage 200 vati na frekvenciji od 26 kHz i prenosi jednaku energiju svakom uzorku, osiguravajući konzistentno i ponovljivo ekstrakciju u više bočica istovremeno.

Ključne karakteristike:

• Ujednačena sonikacija velike snage za serijsku obradu.
• Eliminacija unakrsne kontaminacije zbog izolacije bočice.
• Minimalni gubitak uzorka u zatvorenim reakcionim posudama.
• Skalabilnost za visoko propusni monitoring okoline.

VialTweeter je također dostupan kao model sonikatora s jednom cijevi za pouzdanu pripremu uzoraka Falcon epruveta. Pročitajte više o prilagođenom modelu s jednom cijevi za sterilnu sonikaciju Falcon epruveta!

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvaliteta Made in Germany

Hielscher ultrasonicatori su poznati po najvišoj kvaliteti i standardima dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih aparata u industrijske objekte. Hielscher ultrasonikatori lako se nose sa teškim uslovima i zahtevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne aparate visokih performansi koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i lakoćom korišćenja. Naravno, Hielscher ultrasonikatori su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoH.

Hielscher Beskontaktni Sonicator modeli UIP400MTP za mikroploče, VialTweeter i CupHorn: brza i propusna priprema uzoraka