پردازش نمونه خاک های مافوق صوت برای تجزیه و تحلیل محیط زیست

Sonicators آماده سازی نمونه های خاک را تسهیل می کند، یک گام مهم در تجزیه و تحلیل زیست محیطی، به طور قابل توجهی. با توجه به ماهیت ناهمگن و اغلب سرکش ماتریس های خاک، یک تکنیک کارآمد و قابل تکرار ضروری است. فراصوت کمک می کند تا برای استخراج مولکول ها در ملایم, در عین حال بسیار موثر – امکان نتایج تحلیلی قوی و قابل تکرار را فراهم می کند. پردازش التراسونیک از نمونه های خاک به عنوان یک ابزار قدرتمند در تجزیه و تحلیل زیست محیطی و کشاورزی پدیدار شده است, ارائه مزایای قابل توجهی نسبت به روش های مرسوم از نظر عملکرد استخراج, سرعت, کاهش استفاده از حلال, و عملکرد تحلیلی.

استخراج التراسونیک در تجزیه و تحلیل محیط زیست

استخراج به کمک اولتراسونیک (امارات متحده عربی) با استفاده از ماسونیک های پروب نوع با کارایی بالا قابلیت های استثنایی در تفکیک ماتریس های جامد پیچیده و انتشار آنالیت های محدود نشان داده است. Hielscher مافوق صوت خود را به عنوان یک انتخاب ارجح در هر دو تنظیمات آزمایشگاهی و زمینه با توجه به قابلیت اطمینان، قابلیت تنظیم، و چگالی انرژی از هموژنایزرهای مافوق صوت آن تثبیت کرده است. این سیستم ها به ویژه برای آماده سازی نمونه های خاک قبل از تجزیه و تحلیل کمی مناسب هستند و طیف گسترده ای از آلاینده ها از جمله فلزات سنگین، آلاینده های آلی پایدار (POPs) و ترکیبات آلی نیمه فرار (SVOCs) را مورد توجه قرار می دهند.

فراصوت – استخراج قابل اعتماد مواد معدنی کمیاب و آلاینده ها از خاک

امواج فراصوت یک روش فوق العاده موثر برای انتشار عناصر و ترکیبات سطح کمیاب جذب شده به بخش های معدنی و آلی خاک است. به همین دلیل است که فراصوت است که معمولا به عنوان یک مرحله قبل از درمان برای تجزیه و تحلیل عنصری توسط کروماتوگرافی گازی (GC)، طیف سنجی جرمی پلاسما جفت شده القایی (ICP-MS) یا طیف سنجی جذب اتمی (AAS) استفاده می شود، از آنجا که استخراج مافوق صوت فراهم می کند همگن، عصاره های بدون ذرات مناسب برای کمی دقیق. این روش به طور کامل با روش EPA 3550C سازگار است، یک پروتکل استاندارد برای استخراج مافوق صوت مواد آلی نیمه فرار از مواد جامد مانند خاک، رسوبات و لجن.

فراتر از تجزیه و تحلیل عنصری، استخراج مافوق صوت برای تعیین آلاینده های آلی آبگریز استفاده می شود، از جمله هیدروکربن های معطر چند حلقه ای (PAHs)، بی فنیل های پلی کلره (PCBs)، دیوکسین ها، و کلاس های مختلف آفت کش ها. تکنیک های سنتی مانند استخراج Soxhlet، در حالی که قوی هستند، کار فشرده و زمان بر هستند. در مقابل، استخراج مافوق صوت به طور قابل توجهی زمان پردازش را از چند ساعت به چند دقیقه کوتاه می کند. همزمان, فراصوت ارائه نرخ بازیابی قابل مقایسه و یا برتر. همچنین تخریب حرارتی ترکیبات ناپایدار را به حداقل می رساند، که یک نگرانی رایج در روش های دمای بالا است.

پروتکل: آماده سازی نمونه خاک برای تجزیه و تحلیل TEM-EDX

این پروتکل توسط Shrivastava و همکاران (2019) توسعه یافته است و استفاده از مدل فراصوت غیر تماسی VialTweeter را برای آماده سازی آسان و قابل اعتماد نمونه های خاک برای تجزیه و تحلیل TEM-EDX نشان می دهد.

مواد و معرف ها

• نمونه خاک پودری (20 میلی گرم)
• 0محلول دودسیل سولفات سدیم (SDS) .2٪
• آب فوق خالص (با کیفیت فوق العاده بالا، UHQ)
• مافوق صوت VialTweeter
• شبکه های TEM مسی با روکش کربن با روکش پلی ال لیزین (PLL)
  پارافیلم®
• مخروط های آلومینیومی (Al) سازگار با لوله های 2 میلی لیتری اپندورف
• لوله های سانتریفیوژ استاندارد 2 میلی لیتری Eppendorf
• سانتریفیوژ روتور چرخان
• پیپت ها و نوک های استریل

روش

1. پراکندگی خاک
   • 20 میلی گرم خاک پودری را وزن کنید.
   • خاک را در 100 میلی لیتر محلول SDS 0.2 درصد پراکنده کنید.
   • برای اطمینان از سوسپانسیون کامل ذرات، کاملا مخلوط کنید.
2. رقت
   • سیستم تعلیق 1:10 را با آب با کیفیت فوق العاده بالا (UHQ) رقیق کنید.
   • به آرامی مخلوط کنید تا یک نمونه رقیق شده همگن بدست آید.
3. پراکندگی اولتراسونیک
   • 1 میلی لیتر از سوسپانسیون خاک رقیق شده را به یک ویال مناسب منتقل کنید.
   • فراصوت نمونه با استفاده از سونیکاتور غیر تماسی VialTweeter به مدت 1 دقیقه برای تفکیک ذرات خاک و ترویج پراکندگی یکنواخت.
4. آماده سازی شبکه برای سانتریفیوژ
   • شبکه های TEM مسی با روکش کربن با عملکرد پلی ال لیزین را روی مخروط های آلومینیومی اختصاصی قرار دهید.
   • مخروط ها را با یک لایه نازک پارافیلم® بپوشانید تا شبکه ها تثبیت شوند.
   • مخروط ها را با شبکه های نصب شده در لوله های 2 میلی لیتری Eppendorf قرار دهید.
5. بارگیری نمونه و سانتریفیوژ
   • پیپت با دقت 1 میلی لیتر از سوسپانسیون خاک فراصوت را در هر لوله Eppendorf آماده شده بریزید و اطمینان حاصل کنید که سیستم تعلیق به طور کامل شبکه TEM را پوشش می دهد.
   • لوله ها را در یک سانتریفیوژ روتور چرخان قرار دهید.
   • سانتریفیوژ در دمای 14000 × گرم به مدت 1 ساعت در دمای اتاق برای رسوب ذرات خاک بر روی شبکه TEM.
6. دست زدن به سانتریفیوژ پس از
   • پس از سانتریفیوژ، شبکه های TEM را با دقت از مخروط ها خارج کنید.
   • اجازه دهید شبکه ها در شرایط محیطی در محیطی بدون گرد و غبار در صورت عدم استفاده فوری خشک شوند.
7. میکروسکوپ الکترونی
   • (1401). تجزیه و تحلیل شبکه های TEM تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی اختصاصی (STEM) مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) برای مشخصه یابی عنصری.

Hielscher پروب نوع و غیر تماسی Sonicators برای آماده سازی نمونه خاک

Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد هر دو نوع کاوشگر و غیر تماسی (به عنوان مثال، VialTweeter، UIP400MTP) فراصوت، بهینه سازی شده برای الزامات آماده سازی نمونه خاک در تحقیقات و تجزیه و تحلیل های زیست محیطی. فراصوت های پروب نوع انرژی صوتی با شدت بالا را مستقیما به نمونه ارائه می دهند و امکان استخراج کارآمد عناصر کمیاب، فلزات سنگین و آلاینده های آلی از ماتریس های پیچیده خاک را فراهم می کنند. این سیستم ها برای پروتکل هایی که نیاز به همگن سازی شدید یا استخراج به کمک حلال دارند ایده آل هستند. مدل های غیر تماسی Hielscher مانند فراصوت چند لوله VialTweeter یا فراصوت میکروپلیت UIP400MTP ارائه همزمان و پردازش بدون آلودگی از ویال های مهر و موم شده متعدد و یا صفحات چند چاه، و آنها را بسیار مناسب برای گردش کار استاندارد، تجزیه و تحلیل موازی، و برنامه های کاربردی حساس شامل آنالیت های سطح ردیابی.
هر دو، فراصوت های پروب نوع و غیر تماسی پشتیبانی از آماده سازی نمونه سریع، قابل تکرار، و مقیاس پذیر، پاسخگویی به خواسته های تحلیلی در علوم محیطی و ژئوشیمی.
مزیت کلیدی ماسوناتور Hielscher در قابلیت پیکربندی آنها نهفته است. توانایی تنظیم دقیق دامنه، حالت پالس (حالت چرخه) و حجم پردازش امکان پروتکل های متناسب در انواع مختلف خاک و کلاس های آنالیت را فراهم می کند. تنظیمات قابل برنامه ریزی و پروتکل سازی خودکار داده ها دستیابی به نتایج قوی و قابل تکرار را تسهیل می کند. امکان ادغام فراصوت Hielscher با سیستم های خودکار، سنسورهای مینیاتوری، و سیستم عامل های جمع آوری داده ها در زمان واقعی کار را کاهش می دهد و افزایش دست زدن به نمونه. استحکام و سازگاری آنها با سلول های جریان همچنین امکان افزایش مقیاس برای آزمایشگاه های با توان بالا و برنامه های نظارت صنعتی را فراهم می کند.
 

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت به اندازه آزمایشگاه ما می دهد:

Hielscher مدل های چند نمونه Sonicator UIP400MTP برای میکروپلیت ها، VialTweeter(ویال گروهی) . کاپ هورنآماده سازی نمونه با سرعت بالا و با توان عملیاتی بالا:

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.