VialTweeter – sonoreaktor mikromineraalide ekstraheerimiseks mullast

Mulla tervise ja saastatuse seireks tuleb saasteaineid, näiteks mikromineraale, ekstraheerida ja mõõta. VialTweeter hõlbustab laboritöövoogudes analüüsieelset ekstraktsiooni märkimisväärselt. Mikromineraalide ekstraheerimine mullaproovidest on suurepärane näide, mis näitab seadme VialTweeter tõhusust ja töökindlust parema ekstraktsioonitulemuse saavutamisel.

Mikromineraalide ekstraheerimine mullaproovidest

Mikromineraalide ekstraheerimine mullast on keskkonnaseires, geokeemilistes uuringutes ja põllumajanduslikes hindamistes oluline analüütiline etapp. Traditsioonilised meetodid, sealhulgas happeline lagundamine, mikroekstraktsioon ja mikrolaineabiga ekstraktsioon, on sageli aeganõudvad, reagendimahukad ja/või keskkonnaohtlikud.
VialTweeter, suure võimsusega ultraheli sonoreaktor, on parem alternatiiv, mis pakub paremat ekstraktsioonitõhusust, lühemat töötlusaega ja minimaalset reagentide kulu. See uudne lähenemine parandab oluliselt mikroelementide saagist mullamaatriksitest, tagades täpsemad ja korratavamad tulemused ning järgides samal ajal rohelise analüütilise keemia põhimõtteid.

Mikromineraalide ekstraheerimine mullast mitme tuubi sonikaatoriga VialTweeter

Carretero-Peña jt (2021) viisid läbi uuringu, mis näitas, et VialTweeter on mikromineraalide ekstraheerimiseks mullast väga tõhus vahend. Nende uuringu peamised üksikasjad ja tulemused on esitatud allpool.

Ultraheliekstraktsioon seadmega VialTweeter:
4,0–7,5 mg mulda kaalutakse 1,5 mL Eppendorfi tuubidesse. Lisatakse kindel kogus HNO₃ lahust (0,60–1,5 mL) ja tuubid suletakse enne nende asetamist sonoreaktorisse VialTweeter. Proovidele tehakse ultraheliekstraktsioon toatemperatuuril 450 s jooksul. Pärast sonikeerimist tsentrifuugitakse neid kiirusel 3500 rpm 10 minutit. Osa supernatanti kantakse mikropipetiga 10 mL kolbi, kus see lahjendatakse 5,0% HNO₃-ga. Enne analüüsi lisatakse germaaniumi (Ge IV) sisestandard, et saavutada lõppkontsentratsioon 10 ng/mL.
Kestus seadmega VialTweeter: 450 sekundit
 

Mullaproovide happeline lagundamine:
50 mg mulda töödeldakse 2,5 mL HNO₃ ja 5,0 mL HF-ga suletud teflonist lagundusanumates temperatuuril 90°C 8 tunni jooksul. Seejärel anumad avatakse ja lisatakse 2,5 mL HClO₄, enne kui segu aurustatakse kuivaks temperatuuril 200°C kuumaplaadil. Pärast seda lisatakse 1,0 mL HNO₃ ja aurustatakse uuesti. Viimases etapis lahustatakse jääk 2,5 mL-s HNO₃, lahus kantakse 50 mL mõõtekolbi ja maht viiakse ultrapuhta veega märgini. Indiumi (In III) ja ütriumi (Y III) sisestandardeid (50 μL 10 mg/L lahust) lisatakse, et tagada täpsus järgnevas elementanalüüsis.
Happelise lagundamise kestus: 8 tundi
 

Ekstraktsioonitingimuste optimeerimine

Teadlased katsetasid erinevaid ekstraktsioonitingimusi, et saada mullaproovidest maksimaalne kogus mikromineraale. Need tingimused maksimeerivad mikroelementide saagist, minimeerides samal ajal hapete kasutamist ja lühendades üldist ekstraktsiooniaega võrreldes traditsiooniliste lagundusmeetoditega.

Ekstraktsioonitõhususe võrdlus: VialTweeter vs happeline lagundamine

Mineraalide ekstraktsioonisaagiste võrdlev hindamine happelise lagundamise teel ekstraheeritud võrdlusproovidega toob esile mitme tuubi sonikaatori VialTweeter suurepärase tõhususe ja töökindluse.

Ekstraktsioonitõhusus, mis on suurem kui 100%, tähendab, et proovist ekstraheeritud antud elemendi kogus ületab oodatud või võrdlusväärtuse.

Seadmega VialTweeter hõlbustab ainete tõhus suure läbilaskevõimega ekstraheerimine proovidest analüütiliste laborite igapäevast töövoogu.

1. Kiirem ekstraktsioon – Lühendab oluliselt aega tundidelt minutitele.
2. Minimaalne proovide saastumine – Suletud viaali konstruktsioon hoiab ära õhu kaudu tekkiva saastumise ja ristsaastumise.
3. Kõrge korratavus – Energia ühtlane jaotus viaalide vahel kõrvaldab varieeruvuse.
4. Keskkonnasõbralik – Vähendab hapete tarbimist ja ohtlikke jäätmeid.
5. Skaleeritav ja suure läbilaskevõimega – Sobib kiiretele keskkonnaseire programmidele.

VialTweeter sonoreaktor

Ultraheliabil ekstraktsiooni (UAE) mehhanism

Sonoreaktori VialTweeter tööpõhimõte on võimas ultraheli kavitatsioon, füüsikaline nähtus, mis tekitab vedelas keskkonnas lokaalseid suuri nihkejõude ja rõhkude erinevusi. See nähtus soodustab mullaosakeste lagunemist ja suurendab metalliioonide leostumise tõhusust ekstraktsioonilahustisse.

Ultraheli kavitatsiooni peamised eelised mulla ekstraktsioonil:

• Parem maatriksi hävitamine: kavitatsioonist tingitud mikrojoad parandavad lahusti tungimist mullaosakestesse.
• Väiksem osakeste suurus: mehaanilised jõud lagundavad agregaate, avades mineraalide ekstraheerimiseks rohkem pindala.
• Kiirem reaktsioonikineetika: jälgmetallide kiirem desorptsioon ja lahustumine lahusesse.
• Väiksem reagentide kasutus: happekontsentratsiooni vähendamine vähendab keskkonnamõju ekstraktsioonitõhusust kahjustamata.

VialTweeter: konfiguratsioon ja ehitus

Süsteem VialTweeter koosneb titaanplokist, millel on 10 viaaliava, mis tagab ultraheli energia ühtlase jaotuse. Seda toidab 200-vatine ultraheligeneraator sagedusel 26 kHz ja see edastab igale proovile võrdse energia, tagades ühtlased ja korratavad ekstraktsioonid mitmes viaalis samaaegselt.

Põhiomadused:

• Suure võimsusega ühtlane sonikeerimine partiitöötluseks.
• Ristsaastumise välistamine tänu viaalide isoleeritusele.
• Minimaalne proovikadu suletud reaktsioonianumates.
• Skaleeritavus suure läbilaskevõimega keskkonnaseireks.

VialTweeter on saadaval ka ühe tuubi sonikaatori mudelina Falconi tuubide usaldusväärseks proovide ettevalmistuseks. Loe lähemalt Falconi tuubide steriilseks sonikeerimiseks mõeldud kohandatud ühe tuubi mudeli kohta!

Disain, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valminud kvaliteet

Hielscheri ultraheliseadmed on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultraheliseadmete sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad ei valmista Hielscheri ultraheliseadmetele raskusi.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud ettevõte ja pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega ultraheliseadmetele, mis põhinevad tipptehnoloogial ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult vastavad Hielscheri ultraheliseadmed CE nõuetele ning täidavad UL-i, CSA ja RoHs nõudeid.

Hielscheri kontaktivabade sonikaatorite mudelid UIP400MTP mikroplaatidele, VialTweeter ja CupHorn: kiire ja suure läbilaskevõimega proovide ettevalmistus