VialTweeter – סונוריאקטור למיצוי מינרלי קורט מקרקע

לצורך ניטור בריאות הקרקע וזיהומה, יש למצות ולמדוד מזהמים כגון מינרלי קורט. ה-VialTweeter מקל במידה ניכרת על המיצוי המקדים לאנליזה בתהליכי העבודה במעבדה. מיצוי מינרלי קורט מדגימות קרקע הוא דוגמה מצוינת הממחישה את היעילות והאמינות של ה-VialTweeter להשגת תוצאות מיצוי משופרות.

מיצוי מינרלי קורט מדגימות קרקע

מיצוי מינרלי קורט מקרקע הוא שלב אנליטי חיוני בניטור סביבתי, במחקרים גאוכימיים ובהערכות חקלאיות. שיטות מסורתיות, ובהן עיכול חומצי, מיקרו-מיצוי ומיצוי בסיוע מיקרוגל, דורשות לעיתים קרובות זמן רב, צורכות כמויות גדולות של ריאגנטים ו/או מסוכנות לסביבה.
ה-VialTweeter, סונוריאקטור אולטרסוני רב-עוצמה, הוא חלופה עדיפה המציעה יעילות מיצוי משופרת, זמן עיבוד קצר יותר וצריכה מזערית של ריאגנטים. גישה חדשנית זו משפרת במידה ניכרת את ההשבה של יסודות קורט ממטריצות קרקע, ומבטיחה תוצאות מדויקות והדירות יותר תוך הקפדה על עקרונות הכימיה האנליטית הירוקה.

מיצוי מינרלי קורט מקרקע באמצעות מכשיר הסוניקציה למספר מבחנות VialTweeter

Carretero-Peña ואחרים (2021) ערכו מחקר שהדגים כי ה-VialTweeter הוא כלי יעיל ביותר למיצוי מינרלי קורט מקרקע. פרטי המחקר וממצאיו העיקריים מוצגים להלן.

מיצוי אולטרסוני באמצעות ה-VialTweeter:
שוקלים 4.0–7.5 mg קרקע לתוך מבחנות Eppendorf בנפח 1.5 mL. מוסיפים נפח מוגדר של תמיסת HNO₃ ‏(0.60–1.5 mL), ואוטמים את המבחנות לפני הצבתן בסונוריאקטור VialTweeter. הדגימות עוברות מיצוי אולטרסוני בטמפרטורת החדר במשך 450 sec. לאחר הסוניקציה, מסרכזים אותן במהירות 3500 rpm במשך 10 דקות. מעבירים חלק מהנוזל העליון באמצעות מיקרופיפטה לבקבוק בנפח 10 mL, שבו מדללים אותו ב-HNO₃ בריכוז 5.0%. מוסיפים תקן פנימי של גרמניום (Ge IV) כדי להגיע לריכוז סופי של 10 ng/mL לפני האנליזה.
משך התהליך עם VialTweeter: ‏450 שניות
 

עיכול חומצי של דגימות קרקע:
מטפלים ב-50 mg קרקע באמצעות 2.5 mL של HNO₃ ו-5.0 mL של HF בכלי עיכול סגורים מטפלון בטמפרטורה של 90°C במשך 8 שעות. לאחר מכן פותחים את הכלים ומוסיפים 2.5 mL של HClO₄ לפני אידוי התערובת עד יובש בטמפרטורה של 200°C על פלטת חימום. לאחר מכן מוסיפים 1.0 mL של HNO₃ ומאדים שוב. השלב הסופי כולל המסת המשקע ב-2.5 mL של HNO₃, העברת התמיסה לבקבוק מדידה בנפח 50 mL והשלמת הנפח במים אולטרה-טהורים. מוסיפים תקנים פנימיים של אינדיום (In III) ואיטריום (Y III) ‏(50 μL של תמיסה בריכוז 10 mg/L) כדי להבטיח דיוק באנליזת היסודות בהמשך.
משך העיכול החומצי: 8 שעות
 

מיטוב תנאי המיצוי

החוקרים בדקו תנאי מיצוי שונים כדי להפיק את הכמות המרבית של מינרלי קורט מדגימות הקרקע. תנאים אלה ממקסמים את השבת יסודות הקורט, תוך מזעור השימוש בחומצות וקיצור זמן המיצוי הכולל בהשוואה לשיטות עיכול מסורתיות.

השוואת יעילות המיצוי: VialTweeter לעומת עיכול חומצי

ההערכה ההשוואתית של תפוקות מיצוי המינרלים מול דגימות ייחוס שמוצו באמצעות עיכול חומצי מדגישה את היעילות והאמינות המצוינות של מכשיר הסוניקציה למספר מבחנות VialTweeter.

יעילות מיצוי גבוהה מ-100% פירושה שכמותו של יסוד מסוים שמוצתה מדגימה עולה על הערך הצפוי או על ערך הייחוס.

באמצעות ה-VialTweeter, מיצוי יעיל של חומרים מדגימות בתפוקה גבוהה מקל על תהליכי העבודה היומיומיים במעבדות אנליטיות.

1. מיצוי מהיר יותר – מקצר באופן דרסטי את הזמן משעות לדקות.
2. זיהום מזערי של הדגימות – מבנה הבקבוקונים האטומים מונע זיהום מהאוויר או זיהום צולב.
3. הדירות גבוהה – פיזור אנרגיה אחיד בין הבקבוקונים מבטל את השונות.
4. ידידותי לסביבה – מפחית את צריכת החומצה ואת כמות הפסולת המסוכנת.
5. ניתן להרחבה ובעל תפוקה גבוהה – מתאים לתוכניות ניטור סביבתי מהירות.

הסונוריאקטור VialTweeter

מנגנון המיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE)

עקרון הפעולה של הסונוריאקטור VialTweeter הוא קוויטציה אולטרסונית עוצמתית, תופעה פיזיקלית היוצרת כוחות גזירה מקומיים חזקים והפרשי לחץ בתוך תווך נוזלי. תופעה זו מסייעת לפירוק חלקיקי הקרקע ומשפרת את יעילות המיצוי של יוני מתכת אל ממס המיצוי.

יתרונות עיקריים של קוויטציה אולטרסונית במיצוי מקרקע:

• פירוק משופר של המטריצה: מיקרו-סילונים הנוצרים עקב קוויטציה משפרים את חדירת הממס לחלקיקי הקרקע.
• הקטנת גודל החלקיקים: הכוחות המכניים מפרקים אגרגטים וחושפים שטח פנים גדול יותר למיצוי מינרלים.
• האצת קינטיקת התגובה: דסורפציה והמסה מואצות של מתכות קורט אל התמיסה.
• מזעור השימוש בריאגנטים: הפחתת ריכוז החומצה מצמצמת את ההשפעה הסביבתית מבלי לפגוע ביעילות המיצוי.

תצורה ותכנון של VialTweeter

מערכת VialTweeter מורכבת מבלוק טיטניום ובו 10 שקעים לבקבוקונים, המבטיח פיזור אחיד של האנרגיה האולטרסונית. היא מופעלת באמצעות גנרטור אולטרסוני בהספק של 200 ואט בתדר של 26 kHz ומעבירה אנרגיה שווה לכל דגימה, וכך מבטיחה מיצויים עקביים והדירים במספר בקבוקונים בו-זמנית.

מאפיינים עיקריים:

• סוניקציה אחידה בהספק גבוה לעיבוד באצוות.
• מניעת זיהום צולב הודות לבידוד הבקבוקונים.
• אובדן מזערי של דגימה בכלי תגובה אטומים.
• יכולת הרחבה לניטור סביבתי בתפוקה גבוהה.

ה-VialTweeter זמין גם כדגם של מכשיר סוניקציה למבחנה יחידה, להכנה אמינה של דגימות במבחנות Falcon. קראו עוד על הדגם המותאם למבחנה יחידה לסוניקציה סטרילית של מבחנות Falcon!

תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה

מכשירי האולטרסאונד של Hielscher ידועים בסטנדרטים הגבוהים ביותר של איכות ותכנון. עמידות ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של מכשירי האולטרסאונד שלנו במתקנים תעשייתיים. מכשירי האולטרסאונד של Hielscher מתמודדים בקלות עם תנאים קשים וסביבות תובעניות.

Hielscher Ultrasonics היא חברה בעלת הסמכת ISO ושמה דגש מיוחד על מכשירי אולטרסאונד בעלי ביצועים גבוהים, המשלבים טכנולוגיה מתקדמת ביותר וידידותיות למשתמש. כמובן, מכשירי האולטרסאונד של Hielscher תואמים לדרישות CE ועומדים בדרישות UL, CSA ו-RoHs.

דגמי מכשירי סוניקציה ללא מגע של Hielscher UIP400MTP למיקרופלטות, VialTweeter ו-CupHorn: הכנת דגימות במהירות גבוהה ובתפוקה גבוהה