VialTweeter – Sonoreactor למיצוי עקבות מינרלים מהקרקע
לצורך ניטור בריאות הקרקע וזיהומה, יש לחלץ ולמדוד מזהמים כגון יסודות קורט. VialTweeter מאפשר חילוץ טרום אנליטי בתהליכי עבודה במעבדה באופן משמעותי. מיצוי עקבות מינרלים מדגימות קרקע הוא דוגמה מצוינת המראה את היעילות והאמינות של VialTweeter לשיפור תוצאות המיצוי.
מיצוי עקבות מינרלים מדגימות קרקע
הפקת עקבות מינרלים מהקרקע היא צעד אנליטי מכריע בניטור סביבתי, מחקרים גיאוכימיים והערכות חקלאיות. שיטות מסורתיות, כולל עיכול חומצה, מיצוי מיקרו ומיצוי בסיוע מיקרוגל, הן לעתים קרובות גוזלות זמן, עתירות מגיבים ו / או מסוכנות לסביבה.
ה- VialTweeter, סונורקטור קולי בעל הספק גבוה, הוא חלופה מעולה, המציעה יעילות מיצוי משופרת, זמן עיבוד מופחת וצריכת מגיבים מינימלית. גישה חדשנית זו משפרת באופן משמעותי את ההתאוששות של יסודות קורט ממטריצות הקרקע, ומבטיחה תוצאות מדויקות יותר וניתנות לשחזור תוך הקפדה על עקרונות כימיה אנליטית ירוקה.
סוניק רב-דגמי “VialTweeter” להכנת מדגם בו זמנית של בקבוקונים אטומים מרובים ומבחנות
מיצוי מינרלים קורט מהקרקע עם Multi-Tube Sonicator VialTweeter
Carretero-Peña et al. (2021) ערכו מחקר שהוכיח כי VialTweeter הוא כלי יעיל ביותר לחילוץ עקבות מינרלים מהקרקע. הפרטים העיקריים והממצאים של המחקר שלהם מפורטים להלן.
חילוץ קולי עם VialTweeter:
4.0-7.5 מ"ג אדמה נשקלים לתוך 1.5 מ"ל צינורות אפנדורף. נפח מסוים של תמיסת HNO₃ (0.60-1.5 מ"ל) מתווסף, והצינורות נאטמים לפני הכנסתם לסונורקטור VialTweeter. הדגימות עוברות מיצוי קולי בטמפרטורת החדר למשך 450 שניות. לאחר סוניקציה, הם צנטריפוגות ב 3500 סל"ד במשך 10 דקות. חלק מהסופרנאטנט מועבר באמצעות מיקרופיפטה לצלוחית של 10 מ"ל, שם הוא מדולל עם 5.0% HNO₃. תקן גרמניום פנימי (Ge IV) מתווסף כדי להשיג ריכוז סופי של 10 ננוגרם/מ"ל לפני הניתוח.
משך הזמן עם VialTweeter: 450 שניות
עיכול חומצה של דגימות קרקע:
50 מ"ג אדמה מטופלים ב-2.5 מ"ל HNO₃ ו-5.0 מ"ל HF בכלי עיכול טפלון סגורים ב-90 מעלות צלזיוס למשך 8 שעות. לאחר מכן פותחים את כלי הדם, ומוסיפים 2.5 מ"ל HClO₄ לפני אידוי התערובת ליובש ב-200 מעלות צלזיוס על פלטה חמה. לאחר מכן, 1.0 מ"ל של HNO₃ הוא הציג התאדה שוב. השלב האחרון כולל המסת השאריות ב 2.5 מ"ל של HNO₃, העברת התמיסה לתוך בקבוק נפח 50 מ"ל, והשלמת נפח עם מים טהורים במיוחד. תקנים פנימיים של אינדיום (In III) ואיטריום (Y III) (50 מיקרוליטר של תמיסת 10 מ"ג/ליטר) מתווספים כדי להבטיח דיוק בניתוח היסודות הבאים.
משך העיכול החומצי: 8 שעות
אופטימיזציה של תנאי מיצוי
החוקרים בדקו תנאי מיצוי שונים כדי לקבל את הכמות המקסימלית של מינרלי קורט מדגימות הקרקע. תנאים אלה ממקסמים את התאוששות יסודות הקורט תוך מזעור השימוש בחומצות וקיצור זמן המיצוי הכולל בהשוואה לשיטות עיכול מסורתיות.
| פרמטר | ערך ממוטב |
|---|---|
| משרעת סוניקציה | 93% |
| זמן סוניקציה | 450 שניות |
| ריכוז HNO3 | 80% |
| יחס ממס לדגימה | 00.18 מ"ל/מ"ג |
יעילות מיצוי השוואה: VialTweeter לעומת עיכול חומצה
ההערכה ההשוואתית של תפוקות מיצוי מינרלים מול דגימות ייחוס שהופקו באמצעות עיכול חומצה מדגישה את היעילות והאמינות המצוינות של הסוניקטור הרב-צינורי VialTweeter.
| אלמנט | VialTweeter – תפוקת מיצוי Ultasonic (%) | תפוקת מיצוי עיכול חומצה (%) |
|---|---|---|
| קדמיום (CD) | ~100% | ~100% |
| נחושת (Cu) | ~130% | ~100% |
| אבץ (Zn) | ~70-100% | ~100% |
| ארסן (כ) | ~97% | ~100% |
| עופרת (Pb) | ~110% | ~100% |
יעילות חילוץ גדולה מ- 100% פירושה שכמות הרכיב הנתון המופק ממדגם עולה על הערך הצפוי או ערך הייחוס.
עם VialTweeter, חילוץ יעיל בתפוקה גבוהה של חומרים מדגימות מקל על זרימת העבודה היומית במעבדות אנליטיות.
- חילוץ מהיר יותר – מפחית באופן דרסטי את הזמן משעות לדקות.
- זיהום דגימה מינימלי – עיצוב בקבוקון אטום מונע זיהום באוויר או צולב.
- יכולת שחזור גבוהה – חלוקת אנרגיה אחידה בין בקבוקונים מבטלת את השונות.
- ידידותי לסביבה – מפחית צריכת חומצה ופסולת מסוכנת.
- ניתן להרחבה ותפוקה גבוהה – מתאים לתוכניות ניטור סביבתי מהיר.
הגדרת VialTweeter
Hielscher VialTweeter עם VialPress
הסונוראקטור VialTweeter
מנגנון חילוץ בעזרת אולטרסאונד (איחוד האמירויות הערביות)
עקרון העבודה של הסונורקטור VialTweeter הוא קוויטציה קולית רבת עוצמה, פנומנון פיזי המייצר כוחות גזירה גבוהים מקומיים והפרשי לחץ בתוך תווך נוזלי. תופעה זו מאפשרת פירוק חלקיקי קרקע ומשפרת את יעילות השטיפה של יוני מתכת לממס מיצוי.
יתרונות עיקריים של קוויטציה קולית במיצוי הקרקע:
- הפרעה משופרת במטריצה: מיקרו-סילונים הנגרמים על ידי קביטציה מגבירים את חדירת הממס לחלקיקי הקרקע.
- גודל חלקיקים מופחת: הכוחות המכניים מפרקים אגרגטים, וחושפים שטח פנים גדול יותר למיצוי מינרלים.
- קינטיקה מוגברת של תגובה: ספיחה מואצת ופירוק של מתכות קורט לתמיסה.
- שימוש מינימלי בריאגנטים: הפחתת ריכוז החומצה מפחיתה את ההשפעה על הסביבה מבלי להתפשר על יעילות המיצוי.
תצורה ועיצוב של VialTweeter
מערכת VialTweeter מורכבת מבלוק טיטניום עם 10 חריצי בקבוקון, המבטיחים חלוקת אנרגיה קולית אחידה. הוא מופעל על ידי גנרטור קולי רב עוצמה של 200 וואט בתדר של 26 קילוהרץ ומעביר אנרגיה שווה לכל דגימה, מה שמבטיח מיצוי עקבי וניתן לשחזור על פני בקבוקונים מרובים בו זמנית.
תכונות עיקריות:
- סוניקציה אחידה בהספק גבוה לעיבוד אצווה.
- חיסול זיהום צולב עקב בידוד בקבוקון.
- אובדן דגימה מינימלי בכלי תגובה אטומים.
- מדרגיות לניטור סביבתי בתפוקה גבוהה.
ה- VialTweeter זמין גם כדגם סוניקטור בעל צינור יחיד להכנת דגימה אמינה של צינורות פלקון. קרא עוד על דגם הצינור היחיד המותאם אישית לסוניקציה סטרילית של צינורות פלקון!
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
Hielscher ultrasonicators ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. חוסן ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של האולטרסאונד שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים קשים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי אולטרסוניקטורים Hielscher.
Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
דגמי Hielscher Non-Contact Sonicator UIP400MTP עבור microplates, VialTweeter ו CupHorn: הכנת מדגם במהירות גבוהה ובתפוקה גבוהה
VialTweeter – סוניק 10 דגימות בתנאים סטריליים!
VialTweeter – Multi-Tube Sonicator עבור סוניקציה עקיפה בו זמנית של 10 מבחנות באותם תנאים
ספרות / מקורות
- FactSheet VialTweeter – Multi-Tube Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet VialTweeter VT26dxx – Single Falcon Tube Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Selena Carretero-Peña, M.R. Palomo-Marín, Lorenzo Calvo-Blázquez, Eduardo Pinilla-Gil (2021): Optimization and validation test of a sonoreactor-assisted methodology for fast and miniaturized extraction of trace elements from soils. Talanta, Volume 221, 2021.
- Khan, S., Zuccato, J.A., Ignatchenko, V. et al. (2024): Organelle resolved proteomics uncovers PLA2R1 as a novel cell surface marker required for chordoma growth. acta neuropathol commun 12, 39 (2024).
- Raatschen, N., Wenzel, M., Ole Leichert, L.I., Düchting, P., Krämer, U. Bandow, E.J. (2013): Extracting iron and manganese from bacteria with ionophores—A mechanism against competitors characterized by increased potency in environments low in micronutrients. Proteomics, 13: 1358-1370.
שאלות נפוצות
מהן דגימות קרקע?
דגימות קרקע הן חלקים קטנים של קרקע שנאספו ממקום מסוים כדי להעריך את תכונותיה הפיזיקליות, הכימיות והביולוגיות. דגימות אלה מסייעות בתכנון חקלאי, ניטור סביבתי והערכות זיהום.
כיצד מנתחים את הקרקע?
ניתוח הקרקע כולל בדיקות פיזיקליות, כימיות וביולוגיות. שיטות פיסיקוכימיות כוללות מדידת pH, ניתוח מרקמים וכימות חומר אורגני. אנליזה כימית מעריכה מקרונוטריאנטים (N, P, K), יסודות קורט ומזהמים באמצעות טכניקות כגון ספקטרוסקופיית בליעה אטומית (AAS) או ספקטרומטריית מסה פלזמה מצומדת אינדוקטיבית (ICP-MS). בדיקות ביולוגיות מעריכות פעילות מיקרוביאלית וביומסה כדי לקבוע את בריאות הקרקע.
מהם יסודות קורט בדגימות?
עקבות מינרלים בדגימות מתייחסים לאלמנטים חיוניים הנמצאים בכמויות קטנות מאוד, לעתים קרובות ברמת מיקרוגרם או מיליגרם לקילוגרם. בין יסודות הקורט הנפוצים באדמה ברזל (Fe), מנגן (Mn), אבץ (Zn), נחושת (Cu) ובור (B), החיוניים לצמיחת צמחים ולבריאות הקרקע.
מהם הסוגים הנפוצים ביותר של בקבוקונים ומבחנות לדוגמה?
הסוגים הנפוצים ביותר של בקבוקונים ומבחנות מדגם כוללים בקבוקוני זכוכית ופלסטיק עשויים זכוכית בורוסיליקט, פוליפרופילן או פוליסטירן. האפשרויות הסטנדרטיות כוללות בקבוקונים עם מכסה בורג, בקבוקוני כובע הצמדה ובקבוקונים עם אטם ארגמן. עבור ניתוח הקרקע, פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) או מיכלי זכוכית מועדפים לעתים קרובות כדי למנוע זיהום.
מהו התקן לדיגום קרקע?
התקן לדיגום קרקע משתנה לפי אזור ויישום, אך ההנחיות הנפוצות כוללות את ASTM D420 לאפיון האתר ו-ISO 10381 לאיכות הקרקע. משרד החקלאות האמריקאי וה-EPA מספקים גם פרוטוקולים לדיגום קרקע במחקרים חקלאיים וסביבתיים, ומבטיחים עקביות באיסוף, טיפול ואחסון דגימות.
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.