استخراج نقطهٔ ابری به کمک فراصوت
Cloud point extraction (CPE) روشی پیش از آنالیز برای جداسازی و پیش‌تغلیظ آنالیت‌ها است. در ترکیب با فراصوت‌دهی، می‌توان استخراج نقطهٔ ابری را تشدید کرد و فرایند را کارآمدتر، سریع‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست ساخت. استخراج نقطهٔ ابری به کمک فراصوت، مصرف حلال و زمان استخراج را کاهش می‌دهد و همچنین ضرایب غنی‌سازی آنالیت‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
استخراج نقطهٔ ابری چگونه عمل می‌کند؟
Cloud point extraction (CPE) یک روش جداسازی است که برای استخراج و پیش‌تغلیظ آنالیت‌ها از ماتریس نمونه به کار می‌رود. این روش شامل تشکیل ابری از میسل‌ها یا تجمعات بلور مایع در ماتریس نمونه، در دمای مشخصی موسوم به نقطهٔ ابری است. آنالیت‌ها در فاز میسلی حل می‌شوند و این فاز را می‌توان با سانتریفیوژ یا فیلتراسیون از ماتریس نمونه جدا کرد.
روش CPE را می‌توان برای انواع ماتریس‌های نمونه، از جمله آب، مایعات زیستی و نمونه‌های محیطی به کار برد. این روش معمولاً برای استخراج ترکیبات آلی مانند فنول‌ها، هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs) و آفت‌کش‌ها از ماتریس‌های پیچیده استفاده می‌شود.
استخراج نقطهٔ ابری به چه معناست؟
Cloud point extraction از دگرگونی فیزیکی مایعات در دمای معینی استفاده می‌کند که در آن مایع کدر می‌شود. نقطهٔ ابری در مایعات، دمایی است که پایین‌تر از آن، یک محلول شفاف یا دچار جدایش فازی مایع–مایع می‌شود و امولسیون تشکیل می‌دهد، یا گذار فازی مایع–جامد را تجربه می‌کند و یک سل پایدار یا سوسپانسیونی تشکیل می‌دهد که رسوب در آن ته‌نشین می‌شود.
اصل عملکرد استخراج نقطهٔ ابری: Cloud point extraction (CPE) از رفتار فازی ویژهٔ سورفکتانت‌های غیریونی در محلول‌های آبی استفاده می‌کند؛ این محلول‌ها پس از رسیدن به دمایی مشخص – موسوم به نقطهٔ ابری – و/یا افزودن یک عامل کی‌لیت‌کننده، جدایش فازی نشان می‌دهند. عامل اصلی جداسازی در استخراج نقطهٔ ابری، برهم‌کنش آب‌گریز میان آنالیت و سورفکتانت است که امکان به‌دام‌اندازی آنالیت‌ها را به‌شکل کمپلکس‌های فلزی گوناگون در فاز غنی از سورفکتانت غیریونی فراهم می‌کند.
CPE نسبت به روش‌های سنتی استخراج، مانند استخراج فاز جامد و استخراج مایع–مایع، مزایای متعددی دارد. این روشی ساده و مقرون‌به‌صرفه است که تنها به مقدار کمی حلال آلی نیاز دارد. همچنین می‌توان از آن برای استخراج گزینشی آنالیت‌های مشخص استفاده کرد و آن را به‌آسانی با دیگر روش‌های آنالیز، مانند کروماتوگرافی و طیف‌سنجی، برای آنالیز کمی آنالیت‌ها ترکیب کرد.
بااین‌حال، CPE محدودیت‌هایی نیز دارد؛ از جمله نیاز به کنترل دقیق دما و احتمال تداخل سایر اجزای ماتریس. با وجود این محدودیت‌ها، CPE فناوری امیدبخشی است که با ترکیب آن با فراصوت‌دهی می‌توان کارایی آن را باز هم افزایش داد.
CupHorn فراصوتی استخراج نقطهٔ ابری را تسهیل می‌کند، زیرا امکان آماده‌سازی هم‌زمان نمونه‌های چند ویال را در شرایط یکسان فراهم می‌سازد
فراصوت‌دهی چگونه استخراج نقطهٔ ابری را کارآمدتر می‌کند؟
فراصوت‌دهی می‌تواند برای تسهیل و بهبود cloud point extraction (CPE) به چندین روش به کار رود. فراصوت‌دهی شامل استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ایجاد حباب‌های کاویتاسیون در یک محیط مایع است. هنگامی که این حباب‌ها فرومی‌پاشند، دماها و فشارهای بالای موضعی ایجاد می‌کنند که می‌توانند ساختار ماتریس نمونه را تخریب کنند و حل‌شدن آنالیت‌ها را در فاز میسلی طی CPE افزایش دهند.
در ادامه، برخی از روش‌هایی آمده است که فراصوت‌دهی از طریق آن‌ها می‌تواند CPE را تسهیل و بهبود دهد:
- تقویت تشکیل میسل: فراصوت‌دهی می‌تواند با افزایش تماس میان مولکول‌های سورفکتانت و ماتریس نمونه، تشکیل میسل‌ها را تقویت کند. این امر می‌تواند به حل‌شدن سریع‌تر و کارآمدتر آنالیت‌ها در فاز میسلی و در نتیجه، بازده بالاتر استخراج منجر شود.
- کاهش زمان استخراج: فراصوت‌دهی می‌تواند با تسریع انتقال جرم آنالیت‌ها از ماتریس نمونه به فاز میسلی، زمان استخراج موردنیاز برای CPE را کاهش دهد. این امر ناشی از اثرات مکانیکی فراصوت‌دهی بر ماتریس نمونه است که می‌توانند نیروهای بین‌مولکولی نگه‌دارندهٔ آنالیت‌ها در ماتریس را مختل کنند.
- بهبود کارایی استخراج: فراصوت‌دهی می‌تواند با افزایش تماس میان مولکول‌های سورفکتانت و آنالیت‌ها، کارایی استخراج در CPE را بهبود دهد. این امر می‌تواند به حل‌شدن کامل‌تر آنالیت‌ها در فاز میسلی و در نتیجه، افزایش کارایی استخراج منجر شود.
- افزایش حساسیت: فراصوت‌دهی می‌تواند با بهبود پیش‌تغلیظ آنالیت‌ها در فاز میسلی، حساسیت CPE را افزایش دهد. این امر می‌تواند آشکارسازی آنالیت‌ها را در غلظت‌هایی پایین‌تر از آنچه بدون پیش‌تغلیظ امکان‌پذیر است، میسر کند.
در مجموع، فراصوت‌دهی می‌تواند با تقویت تشکیل میسل، کاهش زمان استخراج، بهبود کارایی استخراج و افزایش حساسیت، ابزاری مفید برای بهبود عملکرد CPE باشد.
دستگاه فراصوت مناسب برای استخراج نقطهٔ ابری خود را بیابید
Hielscher Ultrasonics راهکارهای فراصوتی پیشرفته و متنوعی برای آماده‌سازی کارآمد و کاربرپسند نمونه‌ها با صرفه‌جویی در زمان، به‌منظور استخراج نقطهٔ ابری و مراحل پیش از آنالیز ارائه می‌دهد. چه بخواهید نمونه‌های تکی، چندین نمونه یا پلیت‌های میکروتیتر / چندخانه‌ای را برای استخراج نقطهٔ ابری فراصوت‌دهی کنید، ما دستگاه فراصوت ایدئال برای روش استخراج شما را داریم.
جدول زیر نمایی کلی از دستگاه‌های فراصوت ما برای آماده‌سازی نمونه و استخراج ارائه می‌دهد. برای دریافت اطلاعات بیشتر دربارهٔ هر هموژنایزر فراصوتی، روی نوع دستگاه کلیک کنید. کارشناسان فنی آموزش‌دیدهٔ ما با تجربهٔ چندین‌ساله، با کمال میل به شما در انتخاب مناسب‌ترین دستگاه فراصوت برای آماده‌سازی نمونه‌هایتان کمک خواهند کرد!
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| تا 10 ویال یا لوله | کاربرد ندارد | VialTweeter |
| پلیت‌های چندخانه‌ای / میکروتیتر | کاربرد ندارد | UIP400MTP |
| چندین لوله / ظرف | کاربرد ندارد | CupHorn |
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 1000mL | 20 تا 200mL/min | UP200Ht, UP200St |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP400St |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
VialTweeter یک واحد فراصوتی آماده‌سازی چندنمونه‌ای برای فراصوت‌دهی هم‌زمان 10 لولهٔ آزمایش است.
منابع علمی / مراجع
- 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 هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی، تولید می‌کند.