Extracción de puntos nubosos asistida por ultrasonidos
¿Cómo funciona la extracción de puntos nubosos?
Cloud point extraction (CPE) es una técnica de separación utilizada para la extracción y preconcentración de analitos a partir de una matriz de muestra. Este método implica la formación de una nube de micelas o agregados de cristal líquido en la matriz de la muestra a una temperatura específica conocida como punto de turbidez. Los analitos se solubilizan en la fase micelar, que puede separarse de la matriz de la muestra por centrifugación o filtración.La técnica CPE puede aplicarse a una gran variedad de matrices de muestras, como agua, fluidos biológicos y muestras medioambientales. Se utiliza habitualmente para la extracción de compuestos orgánicos, como fenoles, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y pesticidas, a partir de matrices complejas.
¿Qué significa extracción de puntos nubosos?
Cloud point extraction utiliza la transformación física de los líquidos a cierta temperatura, cuando el líquido se enturbia. El punto de enturbiamiento de los líquidos es la temperatura por debajo de la cual una solución transparente sufre una separación de fase líquido-líquido para formar una emulsión o una transición de fase líquido-sólido para formar un sol estable o una suspensión que sedimenta un precipitado.
Principio de funcionamiento de la extracción de puntos nubosos: Cloud point extraction (CPE) utiliza el comportamiento de fase específico de los tensioactivos no iónicos en soluciones acuosas, que muestra la separación de fases tras alcanzar una temperatura determinada – el llamado punto de nube – y/o la adición de un agente quelante. El principal motor de separación durante la extracción en el punto de turbidez está causado por la interacción hidrófoba entre el analito y el tensioactivo, que permite capturar los analitos en forma de diversos complejos metálicos en la fase rica en tensioactivos no iónicos.
La CPE presenta varias ventajas sobre los métodos de extracción tradicionales, como la extracción en fase sólida y la extracción líquido-líquido. Es una técnica sencilla y rentable que sólo requiere una pequeña cantidad de disolventes orgánicos. También puede utilizarse para la extracción selectiva de analitos específicos y puede combinarse fácilmente con otras técnicas analíticas, como la cromatografía y la espectroscopia, para el análisis cuantitativo de analitos.
Sin embargo, la CPE también tiene algunas limitaciones, como la necesidad de un control cuidadoso de la temperatura y la posibilidad de interferencia de otros componentes de la matriz. A pesar de estas limitaciones, la CPE es una tecnología prometedora, que puede ser incluso más eficaz si se combina con la sonicación.
El cuerno de copa ultrasónico facilita la extracción del punto de turbidez, ya que permite la preparación simultánea de muestras de varios viales en las mismas condiciones
¿Cómo hace la sonicación más eficiente la extracción de puntos nubosos?
La ultrasonicación puede utilizarse para ayudar y mejorar cloud point extraction (CPE) de varias maneras. La ultrasonicación implica el uso de ondas sonoras de alta frecuencia para crear burbujas de cavitación en un medio líquido. Cuando estas burbujas se colapsan, generan altas temperaturas y presiones localizadas que pueden alterar la matriz de la muestra y mejorar la solubilización de los analitos en la fase micelar durante la CPE.
He aquí algunas formas en que la ultrasonicación puede ayudar y mejorar la ECP:
- Mejorar la formación de micelas: La ultrasonicación puede potenciar la formación de micelas al aumentar el contacto entre las moléculas de tensioactivo y la matriz de la muestra. Esto puede conducir a una solubilización más rápida y eficaz de los analitos en la fase micelar, lo que se traduce en mayores rendimientos de extracción.
- Reduzca el tiempo de extracción: La ultrasonicación puede reducir el tiempo de extracción necesario para la CPE al acelerar la transferencia de masa de los analitos de la matriz de la muestra a la fase micelar. Esto se debe a los efectos mecánicos de la ultrasonicación sobre la matriz de la muestra, que pueden alterar las fuerzas intermoleculares que retienen los analitos en la matriz.
- Mejorar la eficacia de la extracción: La ultrasonicación puede mejorar la eficacia de extracción de la CPE al aumentar el contacto entre las moléculas de tensioactivo y los analitos. Esto puede conducir a una solubilización más completa de los analitos en la fase micelar, lo que resulta en una mayor eficiencia de extracción.
- Aumentar la sensibilidad: La ultrasonicación puede aumentar la sensibilidad de la CPE al mejorar la preconcentración de los analitos en la fase micelar. Esto puede permitir la detección de analitos a concentraciones más bajas de lo que sería posible sin preconcentración.
En general, la ultrasonicación puede ser una herramienta útil para mejorar el rendimiento de la CPE al potenciar la formación de micelas, reducir el tiempo de extracción, mejorar la eficacia de la extracción y aumentar la sensibilidad.
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Hielscher Ultrasonics ofrece varias soluciones de ultrasonidos sofisticadas para una preparación de muestras eficaz, rápida y fácil de usar para la extracción del punto de turbidez y el preanálisis. Tanto si desea sonicar muestras individuales, muestras múltiples o placas de microtitulación/multipocillos para la extracción del punto de turbidez, disponemos del ultrasonido ideal para su procedimiento de extracción.
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| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| hasta 10 viales o tubos | n.a. | VialTweeter |
| placas multipocillo / microtiter | n.a. | UIP400MTP |
| varios tubos / recipientes | n.a. | CupHorn |
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min. | UP100H |
| De 10 a 1000 ml | 20 a 200mL/min | UP200Ht, UP200St |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP400St |
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El VialTweeter es una unidad ultrasónica de preparación de múltiples muestras para la sonicación simultánea de 10 tubos de ensayo.
Literatura / Referencias
- Yoong Kit Leong, John Chi-Wei Lan, Hwei-San Loh, Tau Chuan Ling, Chien Wei Ooi, Pau Loke Show (2017): Cloud-point extraction of green-polymers from Cupriavidus necator lysate using thermoseparating-based aqueous two-phase extraction. Journal of Bioscience and Bioengineering, Volume 123, Issue 3, 2017. 370-375.
- Trindade, A. S., Dantas, A. F., Lima, D. C., Ferreira, S. L., & Teixeira, L. S. (2015): Multivariate optimization of ultrasound-assisted extraction for determination of Cu, Fe, Ni and Zn in vegetable oils by high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. Food chemistry, 185, 2015. 145–150.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.