EPA3550 Průvodce ultrazvukovou extrakcí
Ultrazvuková extrakce je ekologická metoda extrakce, kterou lze použít na malé laboratorní vzorky i pro extrakci cenných sloučenin v komerčním výrobním měřítku. Agentura OSN pro ochranu životního prostředí (EPA) doporučuje na podporu zákona o zachování a obnově zdrojů (RCRA) řadu metodik analytické chemie a testování charakteristik, vzorkování a monitorování životního prostředí a zajištění kvality. Pro ultrazvukem asistovanou extrakci vydala EPA následující pokyny:
METODA 3550C – Ultrazvuková extrakce
1. Oblast působnosti a použití
Kromě toho jsou metody SW-846, s výjimkou požadovaného použití metody pro analýzu parametrů definovaných metodou, zamýšleny jako orientační metody, které obsahují obecné informace o tom, jak provést analytický postup nebo techniku, které může laboratoř použít jako základní výchozí bod pro vytvoření vlastního podrobného standardního operačního postupu (SOP), a to buď pro své vlastní obecné použití, nebo pro konkrétní projektovou aplikaci. Údaje o výkonnosti obsažené v této metodě slouží pouze pro orientační účely a nejsou určeny a nesmí být používány jako absolutní kritéria přijatelnosti kvality pro účely akreditace laboratoře.
1.1 Tato metoda popisuje postup extrakce netěkavých a polotěkavých organických sloučenin z pevných látek, jako jsou půdy, kaly a odpady. Ultrazvukový proces zajišťuje těsný kontakt matrice vzorku s extrakčním rozpouštědlem.
1.2 Tato metoda je rozdělena do dvou postupů na základě očekávané koncentrace organických sloučenin. Postup při nízké koncentraci (§ 11.3) se používá pro jednotlivé organické složky, u nichž se očekává dávka 20 mg/kg nebo nižší, a používá se větší velikost vzorku a tři sériové extrakce (nižší koncentrace se extrahují obtížněji). Postup střední/vysoké koncentrace (§ 11.4) se používá pro jednotlivé organické složky, u nichž se očekává dávka vyšší než 20 mg/kg, a používá se menší vzorek a jedna extrakce.
1.3 Důrazně se doporučuje, aby byly extrakty před analýzou podrobeny určité formě vyčištění (např. pomocí metody řady 3600).
1.4 Pro dosažení maximální účinnosti extrakce je velmi důležité, aby byla metoda (včetně pokynů výrobce) výslovně dodržena. Viz oddíl 11.0, kde je popsána kritická hlediska postupu extrakce. Prostudujte si pokyny výrobce týkající se konkrétních provozních nastavení.
1.5 Tato metoda popisuje nejméně tři systémy extrakčních rozpouštědel, které mohou být použity pro různé skupiny analytů (viz kapitola 7.4). Mohou být použity i jiné rozpouštědlové systémy za předpokladu, že pro sledované analyty lze prokázat odpovídající výkonnost. Volba extrakčního rozpouštědla bude záviset na sledovaných analytech a žádné rozpouštědlo není univerzálně použitelné pro všechny skupiny analytů. V důsledku obav o účinnost ultrazvukové extrakce, zejména při koncentracích blízkých nebo nižších než asi 10 μg / kg, je nezbytné, aby analytik prokázal výkon konkrétního systému rozpouštědla a provozní podmínky pro sledované analyty a zájmové koncentrace. Tato demonstrace platí pro jakýkoli rozpouštědlový systém, který je použit, včetně těch, které jsou výslovně uvedeny v této metodě. Taková demonstrace bude zahrnovat minimálně počáteční demonstraci odborné způsobilosti popsané v metodě 3500 za použití čisté referenční matice. Metoda 8000 popisuje postupy, které mohou být použity k vypracování výkonnostních kritérií pro takové demonstrace, jakož i pro výsledky matricových hrotů a laboratorních kontrolních vzorků.
1.6 EPA poznamenává, že existují omezené publikované údaje o účinnosti ultrazvukové extrakce s ohledem na organofosforové pesticidy při nízkých koncentracích částic na miliardu (ppb) a nižších. V důsledku toho by použití této metody zejména pro tyto sloučeniny mělo být podpořeno údaji o výkonnosti, jako jsou údaje uvedené výše a v metodě 3500.
1.7 Před použitím této metody se analytikům doporučuje, aby se seznámili se základní metodou pro každý typ postupu, který může být použit v celkové analýze (např. metody 3500, 3600, 5000 a 8000), kde jsou uvedeny další informace o postupech kontroly kvality, vývoji kritérií přijatelnosti QC, výpočtech a obecných pokynech. Analytici by se také měli seznámit s prohlášením o vyloučení odpovědnosti na začátku příručky a s informacemi v kapitole dvě, kde naleznou vodítko pro zamýšlenou flexibilitu při výběru metod, přístrojů, materiálů, činidel a spotřebního materiálu a pro odpovědnost analytika za prokázání, že použité techniky jsou vhodné pro sledované analyty v matici zájmu, a na úrovni vzbuzujících obavy.
Kromě toho jsou analytici a uživatelé dat upozorněni, že s výjimkou případů, kdy je to výslovně uvedeno v předpisu, není použití metod SW-846 povinné v reakci na federální požadavky na testování. Informace obsažené v této metodě poskytuje EPA jako vodítko, které má analytik a regulovaná komunita použít při rozhodování o výsledcích nezbytných k dosažení výsledků, které splňují cíle kvality dat pro zamýšlenou aplikaci.
1.8 Použití této metody je omezeno na použití náležitě zkušenými a vyškolenými analytiky nebo pod jejich dohledem. Každý analytik musí prokázat schopnost generovat přijatelné výsledky s touto metodou. Jak bylo uvedeno výše, tyto demonstrace jsou specifické pro sledované analyty a použitý systém rozpouštědel, jakož i pro postupy pro vzorky s nízkou a střední/vysokou koncentrací.
VialTweeter pro ultrazvukovou přípravu vzorků
2. Shrnutí metody
2.1 Postup s nízkou koncentrací — Vzorek se smíchá s bezvodým síranem sodným za vzniku volně tekoucího prášku. Směs se extrahuje rozpouštědlem třikrát pomocí ultrazvukové extrakce. Extrakt se ze vzorku oddělí vakuovou filtrací nebo odstředěním. Extrakt je připraven ke konečné koncentraci, vyčištění a/nebo analýze.
2.2 Postup střední / vysoké koncentrace — Vzorek se smíchá s bezvodým síranem sodným za vzniku volně tekoucího prášku. To se extrahuje rozpouštědlem jednou pomocí ultrazvukové extrakce. Část extraktu se shromáždí pro vyčištění a/nebo analýzu.
3. Definice
Viz kapitola jedna a pokyny výrobce pro definice, které mohou být relevantní pro tuto metodu.
4. Rušení
4.1 Rozpouštědla, činidla, skleněné nádobí a další hardware pro zpracování vzorků mohou způsobit artefakty a/nebo interference při analýze vzorku. U všech těchto materiálů musí být prokázáno, že za podmínek analýzy nedochází k interferencím, a to analýzou slepých pokusů.
Může být nutný specifický výběr činidel a čištění rozpouštědel destilací v systémech se sklem zcela skleněné. Konkrétní pokyny k postupům kontroly kvality naleznete v každé metodě, která má být použita, a ve čtvrté kapitole jsou uvedeny obecné pokyny pro čištění skleněného nádobí.
4.2 Interference jsou obvykle specifické pro sledované analyty. Proto odkazujte na metodu 3500 a příslušné determinační metody, kde najdete konkrétní pokyny pro extrakční interference.
5. Bezpečnost
Tato metoda neřeší všechny bezpečnostní problémy spojené s jejím použitím. Laboratoř je zodpovědná za udržování bezpečného pracovního prostředí a aktuální soubor s povědomím o předpisech OSHA týkajících se bezpečného zacházení s chemickými látkami uvedenými v této metodě. Všem pracovníkům zapojeným do těchto analýz by měl být k dispozici referenční soubor bezpečnostních listů (MSDS).
6. Vybavení a dodávky
Zmínka o obchodních názvech nebo komerčních produktech v této příručce slouží pouze pro ilustrativní účely a nepředstavuje podporu EPA ani výhradní doporučení k použití. Produkty a nastavení přístrojů uvedené v metodách SW-846 představují ty produkty a nastavení, které byly použity během vývoje metod nebo následně vyhodnoceny agenturou. Skleněné nádobí, činidla, spotřební materiál, zařízení a nastavení jiné než ty, které jsou uvedeny v této příručce, mohou být použity za předpokladu, že byl prokázán a zdokumentován výkon metody vhodný pro zamýšlenou aplikaci.
V této části není uvedeno běžné laboratorní sklo (např. kádinky a baňky).
6.2 Ultrazvuková příprava — Musí být použito zařízení typu klaksonu vybavené titanovou špičkou nebo zařízení, které poskytne odpovídající výkon. (např. UP200Ht nebo UP200St)
6.2.1 Ultrazvukový disruptor — Disruptor musí mít minimální příkon 300 wattů s pulzní schopností. Doporučuje se zařízení určené ke snížení kavitačního zvuku. Dodržujte pokyny výrobce pro přípravu disruptoru pro extrakci vzorků s nízkými a středními/vysokými koncentracemi. (např. UP400S)
6.2.2 Pro postup metody s nízkou koncentrací použijte 3/4palcový roh a pro postup metody střední/vysoké koncentrace 1/8palcový zúžený mikrohrot připojený k 1/2palcovému rohu.
6.3 Zvuková ochranná skříňka – Aby se předešlo poškození sluchu, doporučuje se použití protihlukové ochranné schránky (např. protihluková skříňka SPB-L). Tímto způsobem lze podstatně snížit kavitační hluk procesu sonikace.
Další vybavení
6.4.1 Sušicí trouba — Je schopen udržet 105 ° C.
6.4.2 Vysykovač.
6.4.3 Kelímky — Porcelán nebo jednorázový hliník.
6.5 Pasteurovy pipety — 1 ml, skleněné, jednorázové.
6.7 Vakuové nebo tlakové filtrační zařízení
6.7.1 Büchnerův trychtýř
6.7.2 Filtrační papír
6.8 Kuderna-dánský (K-D) přístroj
6.8.1 Trubice koncentrátoru — 10 ml, se stupnicí. K zabránění odpařování extraktů se používá zátka z broušeného skla.
6.8.2 Odpařovací baňka — 500 ml. Baňka se připevní k trubici koncentrátoru pomocí pružin, svorek nebo ekvivalentu.
6.8.3 Snyderův sloup — Makro se třemi koulemi.
6.8.4 Snyderův sloup — Dvoukuličkový mikro.
6.8.5 Pružiny — 1/2 palce.
6.9 Systém regenerace par rozpouštědel.
POZNÁMKA: Toto skleněné nádobí se doporučuje pro účely regenerace rozpouštědla během koncentračních postupů vyžadujících použití Kuderna-dánských odpařovacích koncentrátorů. Začlenění tohoto zařízení může být vyžadováno federálními, státními nebo místními obecními předpisy, které upravují emise těkavých organických látek do ovzduší. EPA doporučuje začlenění tohoto typu rekultivačního systému jako metody implementace programu snižování emisí. Regenerace rozpouštědel je prostředkem, jak vyhovět iniciativám v oblasti minimalizace odpadu a prevence znečištění.
6.10 Vařící chipsy — Extrahováno rozpouštědlem, přibližně 10/40 mesh (karbid křemíku nebo ekvivalent).
6.11 Vodní lázeň — Vyhřívaný, s koncentrickým kroužkovým krytem, schopný regulovat teplotu až do ± 5 °C. Vana by měla být používána v kapuci.
6.12 Zůstatek — Horní plnění, schopné přesně vážit s přesností na 0,01 g.
6.13 Lahvičky — 2 ml, pro GC autosampler, vybavený šroubovacími uzávěry nebo krimpovacími víčky potaženými polytetrafluorethylenem (PTFE).
6.14 Skleněné scintilační lahvičky — 20 ml, vybavené šroubovacími uzávěry potaženými PTFE.
6.15 Špachtle — Nerezová ocel nebo PTFE.
6.16 Sušicí kolona — 20 mm vnitřní chromatografická kolona z borosilikátového skla se skelnou vatou ve spodní části.
POZNÁMKA: Kolony s fritovanými skleněnými disky se obtížně dekontaminují poté, co byly použity k sušení vysoce kontaminovaných extraktů. Sloupy bez frit lze dokoupit.
Použijte malou podložku ze skelné vaty, abyste udrželi adsorbent. Před naplněním kolony adsorbentem se podložka ze skelné vaty předmyje 50 ml acetonu a poté 50 ml elučního rozpouštědla.
6.17 Zařízení na odpařování dusíku (volitelné) — N-Evap, 12 nebo 24 pozic (organomační model 112 nebo ekvivalent).
7. Reagencie a standardy
7.2 Organická reagenční voda. Všechny odkazy na vodu v této metodě se vztahují na reagenční vodu bez organických látek, jak je definována v kapitole jedna.
7.3 Síran sodný (granulovaný, bezvodý), Na2SO4. Čistěte zahřátím na 400 °C po dobu 4 hodin v mělkém tácu nebo předčištěním síranu sodného methylenchloridem. Pokud je síran sodný předčištěn methylenchloridem, měla by být analyzována slepá metoda, která prokáže, že nedochází k interferenci ze strany síranu sodného.
7.4 Extrakční rozpouštědla
Vzorky by měly být extrahovány pomocí rozpouštědlového systému, který poskytuje optimální a reprodukovatelné získávání sledovaných analytů z matrice vzorku při koncentracích, které jsou předmětem zájmu. Volba extrakčního rozpouštědla bude záviset na sledovaných analytech a žádné rozpouštědlo není univerzálně použitelné pro všechny skupiny analytů. Bez ohledu na to, jaký rozpouštědlový systém je použit, včetně těch, které jsou konkrétně uvedeny v této metodě, musí analytik prokázat adekvátní výkon pro analyty, které ho zajímají, na úrovních, které ho zajímají. Taková demonstrace bude zahrnovat minimálně počáteční demonstraci odborné způsobilosti popsané v metodě 3500 za použití čisté referenční matice. Metoda 8000 popisuje postupy, které mohou být použity k vypracování výkonnostních kritérií pro takové demonstrace, jakož i pro výsledky matricových hrotů a laboratorních kontrolních vzorků.
Mnoho níže popsaných rozpouštědlových systémů zahrnuje kombinaci rozpouštědla mísitelného s vodou, jako je aceton, a rozpouštědla nemísitelného s vodou, jako je methylenchlorid nebo hexan. Účelem rozpouštědla mísitelného s vodou je usnadnit extrakci vlhkých pevných látek tím, že se směsnému rozpouštědlu umožní proniknout vrstvou vody na povrchu pevných částic. Rozpouštědlo nemísitelné s vodou extrahuje organické sloučeniny s podobnou polaritou. Pro nepolární analyty, jako jsou PCB, se tedy často používá nepolární rozpouštědlo, jako je hexan, zatímco pro polární analyty lze použít polární rozpouštědlo, jako je methylenchlorid. Polarita acetonu může také pomoci extrahovat polární analyty v systémech se smíšenými rozpouštědly.
Tabulka 1 uvádí příklady údajů o výtěžnosti pro vybrané polotěkavé organické sloučeniny extrahované z NIST SRM pomocí různých systémů extrakčních rozpouštědel. Následující části poskytují pokyny pro výběr rozpouštědel pro různé třídy analytů.
Všechna rozpouštědla by měla být v kvalitě pesticidů nebo ekvivalentní. Rozpouštědla mohou být před použitím odplyněna.
7.4.1 Polotěkavé organické látky mohou být extrahovány acetonem/hexanem (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) nebo acetonem/methylenchloridem (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organochlorové pesticidy mohou být extrahovány acetonem/hexanem (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) nebo acetonem/methylenchloridem (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB mohou být extrahovány acetonem/hexanem (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) nebo acetonem/methylenchloridem (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) nebo hexanem (C6H14).
7.4.4 Mohou být použity i jiné systémy rozpouštědel za předpokladu, že analytik může prokázat dostatečnou účinnost pro sledované analyty v matrici vzorku při koncentracích, které ho zajímají (viz metoda 3500).
7.5 Výměna rozpouštědel — Při použití některých determinačních metod bude nutné extrakční rozpouštědlo vyměnit za rozpouštědlo kompatibilní s přístrojovým vybavením použitým v této determinační metodě. Viz určující metoda, která má být použita pro výběr vhodného výměnného rozpouštědla. Všechna rozpouštědla musí být v kvalitě pesticidů nebo ekvivalentní. Příklady výměnných rozpouštědel jsou uvedeny níže.
7.5.1 Hexan, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyklohexan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Zvuková ochranná skříň SPB-L podstatně snižuje kavitační šum sonikace.
8. Sběr, konzervace a skladování vzorků
8.1 Viz úvodní materiál ke čtvrté kapitole, “Organické analyty” Metoda 3500 a specifické determinační metody, které mají být použity.
8.2 Pevné vzorky, které mají být extrahovány tímto postupem, by měly být shromažďovány a skladovány jako jakékoli jiné pevné vzorky obsahující polotěkavé organické látky.
9. Kontrola kvality
9.2 Počáteční prokázání odborné způsobilosti
Každá laboratoř musí prokázat počáteční odbornost s každou přípravou vzorku a kombinací determinačních metod, které využívá, generováním dat přijatelné přesnosti a preciznosti pro cílové analyty v čisté matrici. Laboratoř musí také opakovat prokázání odborné způsobilosti vždy, když jsou zaškolováni noví pracovníci nebo jsou provedeny významné změny v přístrojovém vybavení. Viz Metoda 8000 pro informace o tom, jak dosáhnout demonstrace odbornosti.
9.3 Zpočátku, před zpracováním jakýchkoli vzorků, by měl analytik prokázat, že všechny části zařízení, které jsou v kontaktu se vzorkem a činidly, jsou bez rušení. Toho je dosaženo analýzou slepé metody. Jako průběžná kontrola by se při každém extrahování, čištění a analýze vzorků a při změně činidel měla extrahovat slepá metoda a analyzovat na požadované sloučeniny jako ochrana proti chronické laboratorní kontaminaci.
9.4 Slepé vzorky, vzorky s hroty matrice nebo replikované vzorky by měly být podrobeny stejným analytickým postupům (oddíl 11.0), jaké se používají u skutečných vzorků.
9.5 S touto metodou by měly být používány standardní postupy zabezpečování kvality, které jsou obsaženy v příslušných dokumentech systematického plánování a laboratorních SOP. Měly by být zaznamenány všechny provozní podmínky přístroje.
9.6 Viz také Metoda 3500 pro extrakci a přípravu vzorků, postupy kontroly kvality a určující metody, které mají být použity pro stanovení postupů kontroly kvality.
9.7 Jsou-li uvedeny ve vhodné determinační metodě, měly by být do všech vzorků před extrakcí přidány náhradní standardy. Další informace naleznete v tématu Metody 3500 a 8000 a příslušné determinační metody.
9.8 Jak již bylo uvedeno dříve, použití jakékoli extrakční techniky, včetně ultrazvukové extrakce, by mělo být podpořeno údaji, které prokazují výkonnost specifického rozpouštědlového systému a provozní podmínky pro sledované analyty na zájmových úrovních v matrici vzorku.
10. Kalibrace a normalizace
S tímto postupem extrakce vzorku nejsou přímo spojeny žádné kroky kalibrace nebo standardizace.
11. Postup
Jak je uvedeno v kapitole 1.4, ultrazvuková extrakce nemusí být tak přísnou metodou jako jiné metody extrakce pro zeminy / pevné látky. Proto je důležité, aby tato metoda byla výslovně dodržena (včetně pokynů výrobce), aby bylo dosaženo maximální účinnosti extrakce. Pro úspěšné použití této techniky minimálně:
11.1 Manipulace se vzorky
11.1.2 Vzorky odpadů — Vzorky skládající se z více fází musí být před extrakcí připraveny postupem fázové separace popsaným v kapitole dvě. Tento postup extrakce je určen pouze pro pevné látky.
11.1.3 Vzorky suchého odpadu vhodné k mletí — Odpad rozemelte nebo jinak rozdělte tak, aby buď procházel sítem o průměru 1 mm, nebo aby mohl být vytlačován otvorem o průměru 1 mm. Do mlecího zařízení se vloží dostatečné množství vzorku, aby se po mletí poskytlo nejméně 10 g.
POZOR: Sušení a mletí by mělo být prováděno v krytu, aby nedošlo ke kontaminaci laboratoře.
11.1.4 Gumovité, vláknité nebo olejovité materiály, které nelze brousit — Tyto materiály rozřezejte, rozdrťte nebo jinak zmenšete, abyste umožnili promíchání a maximální expozici povrchů vzorků pro extrakci.
11.2 Stanovení procenta hmotnosti sušiny — Mají-li být výsledky vzorku vypočítány na základě suché hmotnosti, měla by být navážena samostatná část vzorku současně s částí použitou pro analytické stanovení.
POZOR: Sušicí trouba by měla být uzavřena v digestoři nebo odvětrávaná. Ze silně kontaminovaného vzorku nebezpečného odpadu může dojít k významné laboratorní kontaminaci.
Bezprostředně po zvážení alikvotní části vzorku, který má být extrahován, se naváží dalších 5 až 10 g alikvotu vzorku do tárovaného kelímku. Tento alikvot sušte přes noc při teplotě 105 °C. Před vážením nechte vychladnout v exsikátoru.
Vypočítejte procento suché hmotnosti takto:
% hmotnosti sušiny = (g suchého vzorku / g vzorku) x 100
Tato alikvotní část sušená v peci se k extrakci nepoužívá a po stanovení hmotnosti sušiny by měla být náležitě zlikvidována.
11.3 Postup extrakce s nízkou koncentrací
Tento postup se vztahuje na pevné vzorky, u nichž se očekává, že budou obsahovat nejméně 20 mg/kg organických analýz.
Kroky před sonikací
11.3.1 Následující kroky by měly být provedeny rychle, aby se zabránilo ztrátě těkavějších extrahovatelných látek.
11.3.1.1 Naváží se přibližně 30 g vzorku do kádinky o objemu 400 ml. Zaznamenejte hmotnost s přesností na 0,1 g.
11.3.1.2 Pro vzorek v každé šarži vybrané pro nasypání se přidá 1,0 ml roztoku matricového hrotu. Nahlédněte do metody 3500, kde najdete pokyny pro vhodnou volbu matricových sloučenin a koncentrací. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.3.1.3 Přidejte 1,0 ml náhradního standardního roztoku do všech vzorků, obohacených vzorků, vzorků QC a slepých vzorků. Poradte se s Metodou 3500, kde najdete pokyny pro vhodnou volbu náhradních sloučenin a koncentrací. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.3.1.4 Má-li být použito čištění permeací gelu (viz metoda 3640), měl by analytik buď přidat dvojnásobek objemu náhradního roztoku pro špičku (a případně roztoku pro matricový hrot), nebo koncentrovat konečný extrakt na polovinu normálního objemu, aby se vyrovnala polovina extraktu, která se ztratí v důsledku zatížení sloupce GPC. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.3.1.5 Neporézní nebo mokré vzorky (gumovitý nebo jílovitý typ), které nemají volně tekoucí písčitou strukturu, se musí špachtlí smíchat s 60 g bezvodého síranu sodného. V případě potřeby lze přidat více síranu sodného. Po přidání síranu sodného by měl být vzorek volně tekoucí. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.3.1.6 Okamžitě se přidá 100 ml extrakčního rozpouštědla nebo směsi rozpouštědel (informace o volbě rozpouštědel viz kapitola 7.4 a tabulka 2).
11.3.2 Umístěte spodní povrch špičky 3/4palcového narušovacího rohu asi 1/2 palce pod povrch rozpouštědla, ale nad vrstvu sedimentu.
POZNÁMKA: Ujistěte se, že ultrazvukový roh / sonotroda je správně namontován podle pokynů výrobce.
11.3.3 Extrahujte vzorek ultrazvukem po dobu 3 minut, s ovládáním výstupu nastaveným na 100 % (plný výkon) nebo na výrobcem doporučené nastavení výkonu, přepínačem režimů v poloze Pulse (pulzující energie spíše než trvalá energie) a procentuálním pracovním cyklem nastaveným na 50 % času (energie zapnutá 50 % času a vypnutá 50 % času). Nepoužívejte sondu s mikrohrotem.
11.3.4 Extrakt se dekantuje a filtruje přes filtrační papír (např. Whatman č. 41 nebo ekvivalent) v Buchnerově nálevce, která je připojena k čisté 500ml filtrační baňce. Alternativně extrakt dekantujte do centrifugační láhve a odstřeďujte při nízké rychlosti, abyste odstranili částice.
11.3.5 Extrakci opakujte ještě dvakrát se dvěma dalšími dávkami čistého rozpouštědla o objemu 100 ml. Po každé ultrazvukové extrakci rozpouštědlo odfiltrujte. Po konečné ultrazvukové extrakci nalijte celý vzorek do Buchnerovy nálevky, opláchněte kádinku extrakčním rozpouštědlem a přidejte oplach do nálevky.
Kroky po sonikaci
11.3.6 Je-li to nutné, extrakt se před analýzou koncentruje podle postupu uvedeného v bodě 11.5. V opačném případě přejděte k bodu 11.7.
UP200St s mikrohrotem pro sonikaci vzorku
11.4 Postup extrakce střední / vysoké koncentrace
Tento postup platí pro pevné vzorky, u kterých se očekává, že budou obsahovat více než 20 mg/kg organických analytů.
Kroky před sonikací
11.4.2 Pro vzorek v každé šarži vybrané pro špičku se přidá 1,0 ml roztoku matricového hrotu. Nahlédněte do metody 3500, kde najdete pokyny pro vhodnou volbu matricových sloučenin a koncentrací. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.4.3 Přidejte 1,0 ml náhradního roztoku pro koření do všech vzorků, špičatých vzorků, vzorků QC a slepých vzorků. Nahlédněte do metody 3500, kde najdete pokyny pro vhodnou volbu matricových sloučenin a koncentrací. Viz také poznámka v kapitole 11.3.
11.4.4 Má-li být použito čištění permeací gelu (viz metoda 3640), měl by analytik buď přidat dvojnásobek objemu náhradního roztoku pro špičku (a případně roztoku pro matricový hrot), nebo koncentrovat konečný extrakt na polovinu normálního objemu, aby se kompenzovala polovina extraktu, která se ztratí v důsledku zatížení sloupce GPC.
11.4.5 Neporézní nebo mokré vzorky (gumovité nebo jílovité vzorky), které nemají volně tekoucí písčitou strukturu, se musí špachtlí smíchat s 2 g bezvodého síranu sodného. V případě potřeby lze přidat více síranu sodného. Po přidání síranu sodného by měl být vzorek volně tekoucí (viz poznámka v kapitole 11.3).
11.4.6 Okamžitě se přidá jakýkoli objem rozpouštědla, který je nezbytný k dosažení konečného objemu na 10,0 ml, s ohledem na přidaný objem náhražek a matricových hrotů (viz oddíl 7.4 a tabulka 2, kde jsou uvedeny informace o volbě rozpouštědel).
11.4.7 Extrahujte vzorek pomocí 1/8palcové ultrazvukové sondy s kuželovou mikrošpičkou po dobu 2 minut při nastavení ovládání výstupu 5 a s přepínačem režimů zapnutým pulzem a procentuálním pracovním cyklem na 50 %.
11.4.8 Jednorázovou Pasteurovu pipetu volně zabalte do 2 až 3 cm skelné vaty. Extrakt vzorku se filtruje přes skleněnou vatu a extrakt se shromáždí do vhodné nádoby. Ze vzorku nelze získat celých 10 ml extrakčního rozpouštědla. Analytik by proto měl shromáždit objem odpovídající citlivosti určující metody, která má být použita. Například u metod, které nevyžadují, aby byl extrakt dále koncentrován (např. metoda 8081 obvykle používá konečný objem extraktu 10 ml), může být extrakt shromažďován ve scintilační lahvičce nebo jiné uzavíratelné nádobě. U extraktů, které budou vyžadovat další koncentraci, je vhodné odebrat standardní objem pro všechny takové vzorky, aby se zjednodušil výpočet konečných výsledků vzorku. Například odeberte 5,0 ml extraktu do čisté zkumavky koncentrátoru. Tento objem představuje přesně polovinu celkového objemu původního extraktu vzorku. V případě potřeby zohledněte “ztráta” poloviny extraktu při výpočtech konečného vzorku, nebo koncentrovat konečný extrakt na polovinu nominálního konečného objemu (např. 0,5 ml vs. 1,0 ml), aby se kompenzovala ztráta.
11.4.9 Je-li to nutné, extrakt se před analýzou koncentruje podle postupu uvedeného v kapitole 11.5 nebo kapitole 11.6. V opačném případě přejděte k bodu 11.7.
Koncentrační techniky
Je-li to nezbytné ke splnění kritérií citlivosti, mohou být extrakty vzorků z extrakčního postupu s nízkou koncentrací nebo se střední/vysokou koncentrací koncentrovány do konečného objemu nezbytného pro použití rozhodující metody a konkrétní aplikace, a to buď technikou K-D, nebo odpařováním dusíku.
11.5.1 Sestavte koncentrátor Kuderna-Danish (K-D) připojením zkumavky koncentrátoru o objemu 10 ml k odpařovací baňce vhodné velikosti.
11.5.2 Extrakt se vysuší tak, že se nechá projít sušicí kolonou obsahující asi 10 g bezvodého síranu sodného. Sbírejte sušený extrakt do koncentrátoru K-D.
11.5.3 Sběrná zkumavka a sušicí kolona se vypláchnou do K-D baňky s dodatečným podílem rozpouštědla o objemu 20 ml, aby se dosáhlo kvantitativního přenosu.
11.5.4 Do baňky se přidá jeden nebo dva čisté vroucí chipsy a připojí se Snyderova kolona se třemi kuličkami. Připevněte skleněné nádobí pro rekuperaci par rozpouštědla (kondenzátor a sběrné zařízení, viz kapitola 6.9) ke Snyderově sloupku přístroje K-D podle pokynů výrobce. Snyderovu kolonu předem navlhčete přidáním asi 1 ml methylenchloridu (nebo jiného vhodného rozpouštědla) do horní části kolony. Umístěte přístroj K-D na horkou vodní lázeň (15 – 20 EC nad bodem varu rozpouštědla) tak, aby trubice koncentrátoru byla částečně ponořena do horké vody a celá spodní zaoblená plocha baňky byla omývána horkou párou. Podle potřeby upravte svislou polohu přístroje a teplotu vody, aby se dokončila koncentrace za 10 – 20 min. Při správné rychlosti destilace budou kuličky kolony aktivně drnčet, ale komory se nezaplaví. Když zdánlivý objem kapaliny dosáhne 1 ml, vyjměte přístroj K-D z vodní lázně a nechte jej odtéct a vychladnout po dobu nejméně 10 minut.
POZOR: Nenechte extrakt vyschnout, protože by to mělo za následek vážnou ztrátu některých analytů. Organofosforové pesticidy jsou na takové ztráty obzvláště citlivé.
11.5.4.1 Je-li nutná výměna rozpouštědla (jak je uvedeno v tabulce 2 nebo příslušná určující metoda), Snyderova kolona se na okamžik vyjme, přidá se 50 ml výměnného rozpouštědla a nový vroucí čip.
11.5.4.2 Znovu připojte Snyderův sloupek. Extrakt se koncentruje a v případě potřeby se zvýší teplota vodní lázně, aby se udržela správná rychlost destilace.
11.5.5 Odstraňte Snyderův sloupec. Baňka K-D a spodní spoje Snyderovy kolony se propláchnou do zkumavky koncentrátoru 1 – 2 ml rozpouštědla. Extrakt může být dále koncentrován pomocí jedné z technik uvedených v bodě 11.6 nebo upraven na konečný objem 5,0 – 10,0 ml s použitím vhodného rozpouštědla (viz tabulka 2 nebo vhodnou determinační metodou). Pokud jsou přítomny krystaly síry, pokračujte k metodě 3660 pro vyčištění.
11.6 Je-li nutná další koncentrace, použije se buď technika mikro-Snyderovy kolony (viz kapitola 11.6.1) nebo technika odpařování dusíku (viz kapitola 11.6.2).
11.6.1 Technika Micro-Snyderových sloupů
11.6.1.1 Přidejte čerstvý, čistý vroucí čip do zkumavky koncentrátoru a připojte dvoukuličkovou mikro-Snyderovu kolonu přímo k trubici koncentrátoru. Připevněte skleněné nádobí pro rekuperaci par rozpouštědla (kondenzátor a sběrné zařízení) k mikro-Snyderově koloně přístroje K-D podle pokynů výrobce. Snyderovu kolonu předem navlhčete přidáním 0,5 ml methylenchloridu nebo výměnného rozpouštědla do horní části kolony. Mikrokoncentrační přístroj se umístí do horké vodní lázně tak, aby trubice koncentrátoru byla částečně ponořena do horké vody. Podle potřeby upravte svislou polohu přístroje a teplotu vody, aby se dokončila koncentrace za 5 – 10 min. Při správné rychlosti destilace budou kuličky kolony aktivně drnčet, ale komory se nezaplaví.
11.6.1.2 Když zdánlivý objem kapaliny dosáhne 0,5 ml, vyjme se přístroj z vodní lázně a nechá se vypustit a vychladnout po dobu nejméně 10 minut. Vyjměte Snyderovu kolonu a opláchněte její spodní spoje do trubice koncentrátoru 0,2 ml rozpouštědla. Upravte konečný objem extraktu na hodnotu 1,0 – 2,0 ml.
POZOR: Nenechte extrakt vyschnout, protože by to mělo za následek vážnou ztrátu některých analytů. Organofosforové pesticidy jsou na takové ztráty obzvláště citlivé.
11.6.2 Technika odpařování dusíku
11.6.2.1 Trubice koncentrátoru se umístí do teplé lázně (30 °C) a objem rozpouštědla se odpaří na 0,5 ml jemným proudem čistého, suchého dusíku (filtrovaného přes sloupec aktivního uhlí).
POZOR: Mezi lapač uhlíku a vzorek nesmí být použity nové plastové hadičky, protože by mohly způsobit interferenci s ftaláty.
11.6.2.2 Vnitřní stěna trubice koncentrátoru se během koncentrace několikrát opláchne rozpouštědlem. Během odpařování umístěte trubici koncentrátoru tak, aby nedošlo ke kondenzaci vody do extraktu. Za normálních postupů se extrakt nesmí nechat zaschnout.
POZOR: Nenechte extrakt vyschnout, protože by to mělo za následek vážnou ztrátu některých analytů. Organofosforové pesticidy jsou na takové ztráty obzvláště citlivé.
11.7 Extrakt může být nyní podroben čisticím postupům nebo analyzován na cílové analyty pomocí vhodné determinační techniky (technik). Pokud další manipulace s extraktem nebude provedena okamžitě, zkumavku koncentrátoru uzavřete a skladujte v chladničce. Pokud bude extrakt uchováván déle než 2 dny, měl by být přenesen do injekční lahvičky vybavené šroubovacím uzávěrem potaženým PTFE a řádně označen.
12. Analýza dat a výpočty
S tímto postupem extrakce nejsou explicitně spojeny žádné výpočty. Podívejte se na vhodnou determinační metodu pro výpočet konečných výsledků vzorku.
13. Výkonnost metody
14. Prevence znečištění
14.1 Prevence znečištění zahrnuje jakoukoli techniku, která snižuje nebo eliminuje množství a/nebo toxicitu odpadu v místě jeho vzniku. V laboratorním provozu existuje mnoho příležitostí pro prevenci znečištění. EPA zavedla preferovanou hierarchii technik environmentálního managementu, která staví prevenci znečištění jako možnost řízení první volby. Kdykoli je to možné, laboratorní pracovníci by měli používat techniky prevence znečištění k řešení produkce odpadu. Nelze-li množství odpadů reálně snížit přímo u zdroje, doporučuje agentura jako další nejlepší možnost recyklaci.
14.2 Informace o prevenci znečištění, která se může vztahovat na laboratoře a výzkumné instituce, naleznete v dokumentu Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, který je k dispozici na stránkách Oddělení vládních vztahů a vědecké politiky Americké chemické společnosti, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Nakládání s odpady
digestoře a pracovní stoly, v souladu s literou a duchem všech povolení a předpisů pro vypouštění odpadních vod a dodržováním všech předpisů o pevných a nebezpečných odpadech, zejména pravidel identifikace nebezpečných odpadů a omezení nakládání s pozemky. Další informace o nakládání s odpady naleznete v Příručce pro nakládání s odpady pro laboratorní personál, která je k dispozici u Americké chemické společnosti na adrese uvedené v kapitole 14.2.
16. Odkazy
- U.S. EPA, “mezilaboratorní srovnávací studie: metody pro těkavé a polotěkavé sloučeniny,” Laboratoř systémů monitorování životního prostředí, Úřad pro výzkum a vývoj, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “vyhodnocení metod 3540 (Soxhlet) a 3550 (Sonikace) pro hodnocení analytů přílohy IX z pevných vzorků,” S-CUBED, zpráva pro smlouvu EPA 68-03-33-75, pracovní úkol č. 03, dokument č. SSS-R- 88-9436, říjen 1988.
Fakta, která stojí za to vědět
Ultrazvukové tkáňové homogenizátory jsou často označovány jako sonda sonikátor, sonický lyzér, ultrazvukový disruptor, ultrazvuková bruska, sono-ruptor, sonifier, sonický dismembrator, buněčný disruptor, ultrazvukový dispergátor nebo rozpouštěč. Různé termíny vyplývají z různých aplikací, které mohou být splněny sonikací.
Různé velikosti sonotrod pro UP200Ht