EPA3550 ultrahangos extrakciós útmutató
ultrahangos extrakció egy zöld, környezetbarát extrakciós módszer, amely alkalmazható kis laboratóriumi mintákon, valamint értékes vegyületek kereskedelmi termelési méretekben történő kivonására. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) különféle analitikai kémiai és jellemző vizsgálati módszereket, környezeti mintavételt és monitorozást, valamint minőségbiztosítást javasol az erőforrások megőrzéséről és helyreállításáról szóló törvény (RCRA) támogatására. Az ultrahanggal segített extrakcióhoz az EPA a következő útmutatást adta ki:
3550C MÓDSZER – ultrahangos extrakció
1. Hatály és alkalmazás
Ezenkívül az SW-846 módszerek, a módszer által meghatározott paraméterek elemzéséhez szükséges módszer kivételével, olyan útmutató módszerek, amelyek általános információkat tartalmaznak egy analitikai eljárás vagy technika végrehajtásának módjáról, amelyet a laboratórium alapvető kiindulási pontként használhat saját részletes szabványműveleti eljárásának (SOP) létrehozásához, akár saját általános használatra, akár egy adott projektalkalmazáshoz. Az e módszerben szereplő teljesítményadatok csak tájékoztató jellegűek, és nem tekinthetők abszolút minőség-ellenőrzési elfogadási kritériumnak a laboratóriumi akkreditáció céljára.
1.1 Ez a módszer a nem illékony és félig illékony szerves vegyületek szilárd anyagokból, például talajból, iszapokból és hulladékokból történő kivonásának eljárását írja le. Az ultrahangos eljárás biztosítja a mintamátrix intim érintkezését az extrakciós oldószerrel.
1.2 Ez a módszer két eljárásra oszlik, amelyek a szerves vegyületek várható koncentrációján alapulnak. Az alacsony koncentrációs eljárás (11.3. szakasz) az egyes szerves összetevőkre vonatkozik, várhatóan legfeljebb 20 mg/kg, és a nagyobb mintaméretet és három sorozatos extrakciót alkalmaz (az alacsonyabb koncentrációkat nehezebb extrahálni). A közepes/magas koncentrációs eljárás (11.4. szakasz) az egyes szerves összetevőkre vonatkozik, várhatóan 20 mg/kg-nál nagyobb mennyiségben, és a kisebb mintát és egyetlen extrahálást alkalmaz.
1.3 Erősen ajánlott, hogy a kivonatokat az elemzés előtt valamilyen tisztításnak vessék alá (pl. a 3600-as sorozatból származó módszer alkalmazásával).
1.4 A maximális extrakciós hatékonyság elérése érdekében kritikus fontosságú, hogy a módszert (beleértve a gyártó utasításait is) kifejezetten kövessék. Az extrakciós eljárás kritikus szempontjait lásd a 11.0. szakaszban. A konkrét működési beállításokkal kapcsolatban olvassa el a gyártó utasításait.
1.5 Ez a módszer legalább három extrakciós oldószerrendszert ír le, amelyek különböző analitcsoportokhoz alkalmazhatók (lásd a 7.4. szakaszt). Más oldószerrendszerek is alkalmazhatók, feltéve, hogy a kérdéses analitek esetében megfelelő teljesítmény bizonyítható. Az extrakciós oldószer kiválasztása a kérdéses analitektől függ, és egyetlen oldószer sem alkalmazható univerzálisan minden analitcsoportra. Az ultrahangos extrakció hatékonyságával kapcsolatos aggodalmak eredményeként, különösen körülbelül 10 μg / kg közeli vagy alatti koncentrációkban, elengedhetetlen, hogy az elemző bemutassa az adott oldószerrendszer teljesítményét és a működési feltételeket a kérdéses analitek és a kérdéses koncentrációk számára. Ez az igazolás minden alkalmazott oldószerrendszerre vonatkozik, beleértve az e módszerben kifejezetten felsoroltakat is. Az ilyen igazolásnak legalább a jártasságnak a 3500. módszerben leírt kezdeti igazolását magában kell foglalnia, tiszta referenciamátrix használatával. A 8000. módszer olyan eljárásokat ír le, amelyek felhasználhatók az ilyen demonstrációk, valamint a mátrixtüskék és a laboratóriumi kontrollminták eredményeinek teljesítménykritériumainak kidolgozására.
1.6 Az EPA megjegyzi, hogy korlátozott mennyiségű publikált adat áll rendelkezésre az ultrahangos extrakció hatékonyságáról az alacsony ppb (ppb) koncentrációjú szerves foszfortartalmú peszticidek tekintetében. Ennek eredményeképpen e módszer alkalmazását különösen ezekre a vegyületekre vonatkozóan olyan teljesítményadatokkal kell alátámasztani, mint amilyeneket a fentiekben és a 3500. módszerben tárgyaltunk.
1.7 E módszer alkalmazása előtt az elemzőknek tanácsos az átfogó elemzésben alkalmazható minden egyes eljárástípus (pl. 3500., 3600., 5000. és 8000. módszer) alapmódszerét tanulmányozniuk a minőségellenőrzési eljárásokra, a minőség-ellenőrzési kritériumok kidolgozására, a számításokra és az általános útmutatásra vonatkozó további információkért. Az elemzőknek a kézikönyv elején található felelősségkizáró nyilatkozatból és a második fejezetben található információkból kell tájékozódniuk a módszerek, készülékek, anyagok, reagensek és kellékek kiválasztásának tervezett rugalmasságáról, valamint a vizsgálatot végző személy felelősségéről annak bizonyításában, hogy az alkalmazott technikák megfelelőek a kérdéses analitek számára a kérdéses mátrixban, és az aggodalomra okot adó szinteken.
Ezenkívül az elemzők és az adatfelhasználók figyelmét felhívjuk arra, hogy az SW-846 módszerek használata a szövetségi tesztelési követelményekre adott válaszként nem kötelező, kivéve, ha a rendelet kifejezetten előírja. Az e módszerben szereplő információkat az EPA iránymutatásként bocsátja rendelkezésre, amelyet az elemzőnek és a szabályozott közösségnek fel kell használnia a tervezett alkalmazás adatminőségi célkitűzéseinek megfelelő eredmények előállításához szükséges döntések meghozatalához.
1.8 E módszer használata kizárólag megfelelően tapasztalt és képzett elemzők által vagy azok felügyelete alatt lehetséges. Minden elemzőnek bizonyítania kell, hogy képes elfogadható eredményeket elérni ezzel a módszerrel. A fent említettek szerint az ilyen demonstrációk a kérdéses analitekre és az alkalmazott oldószerrendszerre, valamint az alacsony és közepes/magas koncentrációjú mintákra vonatkozó eljárásokra jellemzőek.
VialMagassugárzó ultrahangos minta előkészítéséhez
2. A módszer összefoglalása
2.1 Alacsony koncentrációjú eljárás — A mintát vízmentes nátrium-szulfáttal keverjük össze, hogy szabadon folyó port kapjunk. Az elegyet oldószerrel háromszor extraháljuk, ultrahangos extrakcióval. Az extraktumot vákuumszűréssel vagy centrifugálással választjuk el a mintától. A kivonat készen áll a végső koncentrációra, tisztításra és/vagy elemzésre.
2.2 Közepes / magas koncentrációjú eljárás — A mintát vízmentes nátrium-szulfáttal keverjük össze, hogy szabadon folyó port kapjunk. Ezt oldószerrel egyszer extraháljuk, ultrahangos extrakcióval. A kivonat egy részét tisztítás és/vagy elemzés céljából gyűjtik össze.
3. Fogalommeghatározások
Lásd az első fejezetet és a gyártó utasításait azon meghatározások tekintetében, amelyek e módszer szempontjából relevánsak lehetnek.
4. Interferenciák
4.1 Az oldószerek, reagensek, üvegáruk és egyéb mintafeldolgozó eszközök műtermékeket és/vagy interferenciát okozhatnak a minta elemzésében. Mindezen anyagok interferenciától mentességét az elemzés körülményei között vakpróbák elemzésével kell igazolni.
Szükség lehet a reagensek speciális kiválasztására és az oldószerek tisztítására teljes üvegben végzett desztillációval. A minőség-ellenőrzési eljárásokra vonatkozó konkrét útmutatásként lásd az alkalmazandó módszereket, az üvegáruk tisztítására vonatkozó általános útmutatást pedig a negyedik fejezetet.
4.2 Az interferenciák általában a kérdéses analitekre jellemzőek. Ezért az extrakciós interferenciákra vonatkozó konkrét útmutatásért lásd a 3500. módszert és a megfelelő meghatározó módszereket.
5. Biztonság
Ez a módszer nem foglalkozik a használatával kapcsolatos összes biztonsági kérdéssel. A laboratórium felelős a biztonságos munkakörnyezet fenntartásáért és az OSHA előírásainak aktuális tudatosságáért az ebben a módszerben felsorolt vegyi anyagok biztonságos kezelésével kapcsolatban. Az anyagbiztonsági adatlapokat tartalmazó referenciadokumentációt az elemzésekben részt vevő valamennyi személyzet rendelkezésére kell bocsátani.
6. Berendezések és kellékek
A kereskedelmi nevek vagy kereskedelmi termékek említése ebben a kézikönyvben csak szemléltetési célokat szolgál, és nem minősül EPA jóváhagyásnak vagy kizárólagos használati ajánlásnak. Az SW-846 módszerekben említett termékek és műszerbeállítások a módszerfejlesztés során használt vagy az Ügynökség által utólag értékelt termékeket és beállításokat képviselik. Az e kézikönyvben felsoroltaktól eltérő üvegáruk, reagensek, kellékek, berendezések és beállítások is alkalmazhatók, feltéve, hogy a módszer tervezett alkalmazásnak megfelelő teljesítőképességét bizonyították és dokumentálták.
Ez az árucsoport nem sorolja fel az általános laboratóriumi üvegeszközöket (pl. főzőpoharakat és lombikokat).
6.2 Ultrahangos készítmény — Titánheggyel ellátott kürt típusú eszközt vagy megfelelő teljesítményt nyújtó eszközt kell használni. (pl. UP200Ht vagy UP200St)
6.2.1 Ultrahangos zavaró — A zavaró legalább 300 watt teljesítményűnek kell lennie, pulzáló képességgel. A kavitációs hang csökkentésére tervezett eszköz ajánlott. Kövesse a gyártó utasításait a diszruptor előkészítéséhez alacsony és közepes/magas koncentrációjú minták extrahálásához. (pl. UP400S)
6.2.2 Használjon 3/4 hüvelykes kürtöt az alacsony koncentrációs módszeres eljáráshoz, és egy 1/8 hüvelykes kúpos mikrohegyet, amely egy 1/2 hüvelykes szarvhoz van csatlakoztatva a közepes / magas koncentrációjú módszeres eljáráshoz.
6.3 Hangvédő doboz – A halláskárosodás elkerülése érdekében hangvédő berendezés (pl. SPB-L hangvédő doboz) használata javasolt. Ezáltal az ultrahangos folyamat kavitációs zaja jelentősen csökkenthető.
További felszerelés
6.4.1 Szárító kemence — Képes fenntartani a 105 ° C-ot.
6.4.2 Szárító.
6.4.3 Tégelyek — Porcelán vagy eldobható alumínium.
6.5 Pasteur csukák — 1 ml, üveg, eldobható.
6.7 Vákuum- vagy nyomásszűrő készülék
6.7.1 Buchner-tölcsér
6.7.2 Szűrőpapír
6.8 Kuderna-dán (K-D) készülék
6.8.1 Koncentrátor cső — 10 ml, fokozatos. A kivonatok elpárolgásának megakadályozására csiszolt üvegdugót használnak.
6.8.2. Bepárlólombik — 500 ml. Csatlakoztassuk a lombikot rugókkal, bilincsekkel vagy ezekkel egyenértékű eszközökkel a koncentrátorcsőhöz.
6.8.3 Snyder-oszlop — Három golyós makró.
6.8.4 Snyder-oszlop — Két golyós mikro.
6.8.5 Rugók — 1/2 hüvelyk.
6.9 Oldószergőz-visszanyerő rendszer.
MEGJEGYZÉS: Ez az üvegáru a Kuderna-dán párologtató koncentrátorok használatát igénylő sűrítési eljárások során oldószer-visszanyerésre ajánlott. Ennek a készüléknek a beépítését szövetségi, állami vagy helyi önkormányzati rendeletek írhatják elő, amelyek szabályozzák az illékony szerves anyagok levegőbe történő kibocsátását. Az EPA javasolja az ilyen típusú vízvisszanyerő rendszer beépítését a kibocsátáscsökkentési program végrehajtásának módszereként. Az oldószer-visszanyerés a hulladék minimalizálására és a szennyezés megelőzésére irányuló kezdeményezéseknek való megfelelés eszköze.
6.10 Forrásban lévő forgács — Oldószerrel extrahált, körülbelül 10/40 mesh (szilícium-karbid vagy azzal egyenértékű).
6.11 Vízfürdő — Fűtött, koncentrikus gyűrűfedéllel, amely képes ± 5 ° C-ra szabályozni a hőmérsékletet. A fürdőt motorháztetőben kell használni.
6.12 Mérleg — Felültöltő, 0,01 g pontosságú mérésre képes.
6.13 Injekciós üvegek — 2 ml, GC automata mintaváltóhoz, politetrafluor-etilénnel (PTFE) bélelt csavaros kupakkal vagy krimpelő tetejével.
6.14 Üveg szcintillációs injekciós üvegek — 20 ml, PTFE-bélésű csavaros kupakkal.
6.15 Spatula — Rozsdamentes acél vagy PTFE.
6.16 Szárító oszlop — 20 mm-es azonosító boroszilikát üvegkromatográfiás oszlop, alján üveggyapottal.
MEGJEGYZÉS: A frittált üvegkorongokkal ellátott oszlopokat nehéz fertőtleníteni, miután erősen szennyezett kivonatok szárítására használták őket. A frits nélküli oszlopok megvásárolhatók.
Használjon egy kis üveggyapot párnát az adszorbens megtartásához. Az üveggyapot párnát mossuk át 50 ml acetonnal, majd 50 ml elúciós oldószerrel, mielőtt az oszlopot adszorbenssel töltenénk.
6.17. Nitrogénpárologtató készülék (választható) — N-Evap, 12 vagy 24 pozíciós (112-es organomációs modell vagy azzal egyenértékű).
7. Reagensek és standardok
7.2 Szervesanyag-mentes reagensvíz. Ebben a módszerben a vízre történő valamennyi hivatkozás az első fejezetben meghatározott szervesanyag-mentes reagensvízre vonatkozik.
7.3 Nátrium-szulfát (szemcsés, vízmentes), Na2SO4. Tisztítás 400 ° C-on 4 órán át egy sekély tálcán történő melegítéssel, vagy a nátrium-szulfát metilén-kloriddal történő előtisztításával. Ha a nátrium-szulfátot metilén-kloriddal előtisztítjuk, vakpróbát kell végezni, amely bizonyítja, hogy a nátrium-szulfát nem interferenciát okoz.
7.4 Extrakciós oldószerek
A mintákat olyan oldószerrendszerrel kell extrahálni, amely biztosítja a kérdéses analitek optimális, reprodukálható visszanyerését a mintamátrixból a kérdéses koncentrációkban. Az extrakciós oldószer kiválasztása a kérdéses analitektől függ, és egyetlen oldószer sem alkalmazható univerzálisan minden analitcsoportra. Bármilyen oldószerrendszert is alkalmaznak, beleértve az e módszerben kifejezetten felsoroltakat is, az elemzőnek bizonyítania kell, hogy a kérdéses analitek megfelelő teljesítményt nyújtanak a kérdéses szinteken. Az ilyen igazolásnak legalább a jártasságnak a 3500. módszerben leírt kezdeti igazolását magában kell foglalnia, tiszta referenciamátrix használatával. A 8000. módszer olyan eljárásokat ír le, amelyek felhasználhatók az ilyen demonstrációk, valamint a mátrixtüskék és a laboratóriumi kontrollminták eredményeinek teljesítménykritériumainak kidolgozására.
Az alábbiakban leírt oldószerrendszerek közül sok tartalmaz vízzel elegyedő oldószer, például aceton és vízzel nem elegyedő oldószer, például metilén-klorid vagy hexán kombinációját. A vízzel elegyedő oldószer célja, hogy megkönnyítse a nedves szilárd anyagok extrahálását azáltal, hogy lehetővé teszi a kevert oldószer behatolását a szilárd részecskék felületének vízrétegébe. A vízzel nem elegyedő oldószer hasonló polaritású szerves vegyületeket extraklukál. Így egy nem poláros oldószert, például hexánt gyakran használnak nem poláris analitekhez, például PCB-khez, míg poláris oldószert, például metilén-kloridot használhatnak poláris analitekhez. Az aceton polaritása segíthet a poláris analitek extrahálásában kevert oldószeres rendszerekben is.
Az 1. táblázat példákat mutat be a NIST SRM-ből különböző extrakciós oldószerrendszerekkel kivont kiválasztott félig illékony szerves vegyületek visszanyerési adataira. A következő szakaszok útmutatást nyújtanak az analit különböző osztályaihoz használt oldószerek kiválasztásához.
Minden oldószernek peszticid minőségűnek vagy azzal egyenértékűnek kell lennie. Az oldószerek használat előtt gáztalaníthatók.
7.4.1. A félillékony szerves anyagok extrahálhatók acetonnal/hexánnal (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) vagy acetonnal/metilén-kloriddal (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2. A szerves klórtartalmú peszticidek extrahónnal/hexánnal (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) vagy acetonnal/metilén-kloriddal (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) extrahálhatók.
7.4.3 A PCB-k extrahálhatók acetonnal/hexánnal (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) vagy acetonnal/metilén-kloriddal (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) vagy hexánnal (C6H14).
7.4.4 Más oldószerrendszerek is alkalmazhatók, feltéve, hogy az elemző bizonyítani tudja, hogy a kérdéses analitek megfelelő teljesítményt nyújtanak a mintamátrixban a kérdéses koncentrációkban (lásd a 3500. módszert).
7.5 Cserélő oldószerek — Néhány meghatározó módszer alkalmazásával az extraháló oldószert olyan oldószerre kell cserélni, amely kompatibilis az adott meghatározó módszerben használt műszerekkel. Lásd a megfelelő csereoldószer kiválasztásához alkalmazandó meghatározó módszert. Minden oldószernek peszticid minőségűnek vagy azzal egyenértékűnek kell lennie. Az alábbiakban példákat adunk a cserélő oldószerekre.
7.5.1 Hexán, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Ciklohexán, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metil-alkohol, CH3OH
Az SPB-L hangvédő doboz jelentősen csökkenti az ultrahangos kavitációs zajt.
8. Mintagyűjtés, -megőrzés és -tárolás
8.1 Lásd a negyedik fejezet bevezető anyagát, “Szerves analitek” 3500. módszer és az alkalmazandó specifikus meghatározó módszerek.
8.2 Az ezzel az eljárással extrahálandó szilárd mintákat ugyanúgy kell gyűjteni és tárolni, mint bármely más, félig illékony szerves anyagot tartalmazó szilárd mintát.
9. Minőség-ellenőrzés
9.2 A jártasság első bizonyítása
Minden laboratóriumnak bizonyítania kell kezdeti jártasságát minden egyes mintaelőkészítés és az általa alkalmazott meghatározó módszer kombinációja tekintetében azáltal, hogy elfogadható pontosságú és pontosságú adatokat állít elő a célanalitek számára egy tiszta mátrixban. A laboratóriumnak meg kell ismételnie a jártasság bizonyítását minden olyan esetben is, amikor új munkatársakat képeznek ki, vagy jelentős változtatásokat hajtanak végre a műszerekben. Lásd a 8000. módszert a jártasság bizonyításának megvalósítására vonatkozó információkért.
9.3 Kezdetben, a minták feldolgozása előtt az elemzőnek bizonyítania kell, hogy a berendezés mintával és reagensekkel érintkező minden része interferenciamentes. Ezt egy vakpróba módszer elemzésével érjük el. Folyamatos ellenőrzésként minden alkalommal, amikor a mintákat extrahálják, megtisztítják és elemzik, és amikor a reagensekben változás következik be, vakpróbát kell végezni és elemezni kell a kérdéses vegyületekre a krónikus laboratóriumi szennyeződés elleni védelem érdekében.
9.4 Minden vakpróba, mátrix tüskeminta vagy párhuzamos minta esetében ugyanazokat az analitikai eljárásokat kell alávetni (11.0. szakasz), mint amelyeket a tényleges mintákon használnak.
9.5 Ezzel a módszerrel szabványos minőségbiztosítási gyakorlatokat kell alkalmazni, amint azt a megfelelő szisztematikus tervezési dokumentumok és laboratóriumi szabványműveleti előírások tartalmazzák. A műszer valamennyi működési körülményét fel kell jegyezni.
9.6 Lásd még az extrakciós és minta-előkészítési minőség-ellenőrzési eljárásokra vonatkozó 3500. módszert, valamint a meghatározó minőség-ellenőrzési eljárásokhoz alkalmazandó meghatározó módszereket.
9.7 Ha a megfelelő meghatározó módszerben szerepel, az extrahálás előtt minden mintához helyettesítő standardokat kell adni. További információkért lásd a 3500. és 8000. módszert, valamint a megfelelő meghatározó módszereket.
9.8 Amint azt korábban megjegyeztük, bármilyen extrakciós technika alkalmazását, beleértve az ultrahangos extrakciót is, olyan adatokkal kell alátámasztani, amelyek bemutatják az adott oldószerrendszer teljesítményét és a kérdéses analitek működési feltételeit a mintamátrixban.
10. Kalibrálás és szabványosítás
Ehhez a mintakivonási eljáráshoz nincsenek közvetlenül kapcsolódó kalibrálási vagy szabványosítási lépések.
11. Eljárás
Amint azt az 1.4. szakaszban megjegyeztük, az ultrahangos extrakció nem lehet olyan szigorú módszer, mint a talaj / szilárd anyagok egyéb extrakciós módszerei. Ezért kritikus fontosságú, hogy ezt a módszert kifejezetten kövessék (beleértve a gyártó utasításait is) a maximális extrakciós hatékonyság elérése érdekében. Legalább a technika sikeres alkalmazásához:
11.1 Mintakezelés
11.1.2 Hulladékminták — A több fázisból álló mintákat a második fejezetben leírt fázisszétválasztási eljárással történő extrahálás előtt kell előkészíteni. Ez az extrahálás csak szilárd anyagokra vonatkozik.
11.1.3 Őrlésre alkalmas szárazhulladék-minták — Őröljük meg vagy más módon osszuk fel a hulladékot úgy, hogy vagy átmenjen egy 1 mm-es szitán, vagy extrudálható legyen egy 1 mm-es lyukon keresztül. Töltsünk annyi mintát az őrlőberendezésbe, hogy őrlés után legalább 10 g legyen.
VIGYÁZAT: A szárítást és őrlést motorháztetőben kell végezni a laboratórium szennyeződésének elkerülése érdekében.
11.1.4 Őrlésre alkalmatlan nyúlós, rostos vagy olajos anyagok — Vágja le, aprítsa fel vagy más módon csökkentse a méretét, hogy lehetővé tegye a keverést és a mintafelületek maximális expozícióját az extrakcióhoz.
11.2 A százalékos szárazanyag meghatározása — Ha a minta eredményeit száraz tömeg alapján kell kiszámítani, az analitikai meghatározáshoz használt mintával egy időben a minta egy külön részét kell lemérni.
VIGYÁZAT: A szárítókemencét páraelszívóban vagy szellőzőnyílásban kell elhelyezni. Jelentős laboratóriumi szennyeződés származhat az erősen szennyezett veszélyeshulladék-mintából.
Közvetlenül az extrahálandó minta aliquot részének mérése után mérjünk ki további 5–10 g aliquot részt a mintából egy tárázott tégelybe. Szárítsuk meg ezt az aliquot részt egy éjszakán át 105 °C-on. Mérés előtt exszikkátorban hagyjuk kihűlni.
Számítsa ki a száraz tömeg százalékát az alábbiak szerint:
% szárazanyag-tartalom = (g száraz minta / g minta) x 100
Ezt a kemencében szárított aliquot részt nem használják extrahálásra, és a száraz tömeg meghatározása után megfelelően ártalmatlanítani kell.
11.3 Alacsony koncentrációjú extrakciós eljárás
Ez az eljárás olyan szilárd mintákra vonatkozik, amelyek várhatóan legfeljebb 20 mg/kg szerves elemzést tartalmaznak.
Lépések az ultrahangos kezelés előtt
11.3.1 A következő lépéseket gyorsan végre kell hajtani az illékonyabb extraktumok elvesztésének elkerülése érdekében.
11.3.1.1 Mérjünk be körülbelül 30 g mintát egy 400 ml-es főzőpohárba. Jegyezzük fel a tömeget 0,1 g pontossággal.
11.3.1.2. A mintavételre kiválasztott minden egyes tételben lévő mintához adjunk hozzá 1,0 ml mátrix spiking oldatot. A mátrixtüskés vegyületek és koncentrációk megfelelő megválasztására vonatkozó útmutatásért lásd a 3500. módszert. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.3.1.3 Adjunk 1,0 ml helyettesítő standard oldatot minden mintához, preparált mintához, minőség-ellenőrzési mintához és vakmintához. A helyettesítő vegyületek és koncentrációk megfelelő megválasztására vonatkozó útmutatásért lásd a 3500. módszert. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.3.1.4. Ha géláteresztő tisztítást (lásd a 3640. módszert) kell alkalmazni, az elemzőnek vagy kétszer akkora térfogatot kell hozzáadnia a helyettesítő keverőoldatból (és adott esetben mátrixos keverőoldatból), vagy a végső extraktumot a normál térfogat felére kell koncentrálnia, hogy kompenzálja a kivonatnak a GPC-oszlop terhelése miatt elveszett felét. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.3.1.5. A nem szabadon folyó homokos szerkezetű nem porózus vagy nedves (nyúlós vagy agyagos típusú) mintákat spatula segítségével 60 g vízmentes nátrium-szulfáttal kell összekeverni. Szükség esetén további nátrium-szulfát adható hozzá. Nátrium-szulfát hozzáadása után a mintának szabadon folynia kell. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.3.1.6 Azonnal adjunk hozzá 100 ml extraháló oldószert vagy oldószerkeveréket (az oldószerek kiválasztására vonatkozó információkat lásd a 7.4. szakaszban és a 2. táblázatban).
11.3.2 Helyezze a 3/4 hüvelykes zavaró kürt hegyének alsó felületét körülbelül 1/2 hüvelykkel az oldószer felszíne alá, de az üledékréteg fölé.
MEGJEGYZÉS: Győződjön meg róla, hogy az ultrahangos kürt / sonotrode megfelelően van felszerelve a gyártó utasításainak megfelelően.
11.3.3 Extraháljuk a mintát ultrahanggal 3 percig, a kimenetvezérlés 100% -ra (teljes teljesítmény) vagy a gyártó által ajánlott teljesítménybeállításra állítva, az üzemmód bekapcsol impulzus (pulzáló energia, nem pedig folyamatos energia), és a százalékos munkaciklus 50% -ra állítva (energia az idő 50% -ában és kikapcsolt 50% -ában). Ne használja a mikrotip szondát.
11.3.4 Dekantáljuk a kivonatot, és szűrőpapíron (pl. Whatman No. 41 vagy azzal egyenértékű) szűrjük át egy tiszta, 500 ml-es szűrőlombikhoz csatlakoztatott Buchner-tölcséren. Alternatív megoldásként dekantáljuk az extraktumot egy centrifugapalackba, és centrifugáljuk alacsony fordulatszámon a részecskék eltávolítása érdekében.
11.3.5 Ismételjük meg az extrahálást még kétszer két további 100 ml adag tiszta oldószerrel. Dekantáljuk az oldószert minden ultrahangos extrakció után. A végső ultrahangos extrakció után öntsük a teljes mintát a Buchner-tölcsérbe, öblítsük le a főzőpoharat extraháló oldószerrel, és öblítsük a tölcsérbe.
Lépések az ultrahangos kezelés után
11.3.6 Szükség esetén koncentráljuk a kivonatot az elemzés előtt a 11.5. szakaszban leírt eljárást követve. Ellenkező esetben folytassa a 11.7. szakasszal.
UP200St mikro-hegygel a minta ultrahangos kezeléséhez
11.4 Közepes / nagy koncentrációjú extrakciós eljárás
Ez az eljárás olyan szilárd mintákra vonatkozik, amelyek várhatóan több mint 20 mg/kg szerves analitet tartalmaznak.
Lépések az ultrahangos kezelés előtt
11.4.2 A mintavételre kiválasztott minden egyes tételben lévő mintához adjunk hozzá 1,0 ml mátrix tüskés oldatot. A mátrixtüskés vegyületek és koncentrációk megfelelő megválasztására vonatkozó útmutatásért lásd a 3500. módszert. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.4.3 Adjunk 1,0 ml helyettesítő spiking oldatot minden mintához, preparált mintához, minőség-ellenőrzési mintához és vakpróbához. A mátrixtüskés vegyületek és koncentrációk megfelelő megválasztására vonatkozó útmutatásért lásd a 3500. módszert. Lásd még a 11.3. szakaszban található megjegyzést.
11.4.4 Ha géláteresztő tisztítást (lásd a 3640. módszert) kell alkalmazni, az elemzőnek vagy kétszer annyi térfogatot kell hozzáadnia a helyettesítő keverőoldathoz (és adott esetben mátrix keverőoldathoz), vagy a végső extraktumot a normál térfogat felére kell koncentrálnia, hogy kompenzálja a kivonatnak a GPC-oszlop terhelése miatt elveszett felét.
11.4.5 A nem porózus vagy nedves (nyúlós vagy agyagos típusú) mintákat, amelyek nem rendelkeznek szabadon folyó homokos szerkezettel, spatula segítségével 2 g vízmentes nátrium-szulfáttal kell összekeverni. Szükség esetén további nátrium-szulfát adható hozzá. Nátrium-szulfát hozzáadása után a mintának szabadon folynia kell (lásd a 11.3. szakasz megjegyzését).
11.4.6 Azonnal adjunk hozzá annyi oldószert, amennyi szükséges ahhoz, hogy a végső térfogat 10,0 ml-re emelkedjen, figyelembe véve a helyettesítő anyagok és a mátrixtüskék hozzáadott térfogatát (az oldószerek kiválasztására vonatkozó információkért lásd a 7.4. szakaszt és a 2. táblázatot).
11.4.7 Extraháljuk a mintát az 1/8 hüvelykes kúpos mikrotip ultrahangos szondával 2 percig az 5 kimeneti vezérlési beállításnál és bekapcsolt üzemmódkapcsolóval, impulzussal és százalékos működési ciklussal 50% -nál.
11.4.8 Lazán csomagoljon be egy eldobható Pasteur pipettát 2–3 cm-es üveggyapottal. Szűrjük át a mintakivonatot az üveggyapoton, és gyűjtsük össze egy megfelelő edénybe. A mintából nem nyerhető ki a teljes 10 ml extrakciós oldószer. Ezért az elemzőnek az alkalmazandó meghatározó módszer érzékenységének megfelelő mennyiséget kell gyűjtenie. Például olyan módszerek esetében, amelyeknél nincs szükség a kivonat további koncentrálására (pl. a 8081. módszer jellemzően 10 ml végső extrakttérfogatot alkalmaz), a kivonat összegyűjthető szcintillációs injekciós üvegbe vagy más lezárható tartályba. A további koncentrációt igénylő kivonatok esetében tanácsos minden ilyen mintához standard térfogatot gyűjteni a végső mintaeredmények kiszámításának egyszerűsítése érdekében. Például gyűjtsön össze 5,0 ml kivonatot egy tiszta koncentrátor csőbe. Ez a térfogat az eredeti mintakivonat teljes térfogatának pontosan a felét teszi ki. Szükség esetén vegye figyelembe a “veszteség” a végső mintaszámításokban a kivonat felének kell lennie, vagy a veszteség kompenzálására a végső névleges térfogat felére kell koncentrálni a végső extraktumot (pl. 0,5 ml vs. 1,0 ml).
11.4.9. Szükség esetén koncentráljuk a kivonatot az elemzés előtt a 11.5. vagy 11.6. szakaszban leírt eljárást követve. Ellenkező esetben folytassa a 11.7. szakasszal.
Koncentrációs technikák
Amennyiben az érzékenységi kritériumok teljesítéséhez szükséges, az alacsony koncentrációjú vagy közepes/nagy koncentrációjú extrakciós eljárásból származó mintakivonatok a meghatározó módszerhez és az alkalmazandó különleges alkalmazáshoz szükséges végső térfogatra koncentrálhatók, akár K-D technikával, akár nitrogénpárologtatással.
11.5.1. Szereljünk össze egy Kuderna-dán (K-D) koncentrátort úgy, hogy egy 10 ml-es koncentrátorcsövet csatlakoztatunk egy megfelelő méretű párologtatólombikhoz.
11.5.2 Szárítsuk meg a kivonatot úgy, hogy átvezetjük egy körülbelül 10 g vízmentes nátrium-szulfátot tartalmazó szárítóoszlopon. Gyűjtsük össze a szárított kivonatot a K-D koncentrátorba.
11.5.3 Öblítsük át a gyűjtőcsövet és a szárítóoszlopot a K-D lombikba további 20 ml oldószerrel, hogy mennyiségi átvitelt érjünk el.
11.5.4 Öntsünk egy vagy két tiszta forrásban lévő forgácsot a lombikba, és rögzítsünk egy háromgolyós Snyder-oszlopot. Csatlakoztassuk az oldószergőz-visszanyerő üvegedényt (kondenzátort és gyűjtőeszközt, lásd a 6.9. szakaszt) a K-D készülék Snyder-oszlopához a gyártó utasításait követve. Nedvesítsük meg előnedvesíteni a Snyder-oszlopot úgy, hogy körülbelül 1 ml metilén-kloridot (vagy más alkalmas oldószert) adunk az oszlop tetejére. Helyezzük a K-D készüléket melegvízfürdőbe (15 – 20 EC az oldószer forráspontja felett), úgy, hogy a koncentrátorcső részben forró vízbe merüljön, és a lombik teljes alsó, lekerekített felülete forró gőzzel fürödjön. Állítsuk be a készülék függőleges helyzetét és a víz hőmérsékletét szükség szerint a 10-es koncentráció eléréséhez – 20 perc A desztilláció megfelelő sebességével az oszlop golyói aktívan fecsegnek, de a kamrák nem áradnak el. Amikor a folyadék látszólagos térfogata eléri az 1 ml-t, vegye ki a K-D készüléket a vízfürdőből, hagyja lecsöpögni és hűlni legalább 10 percig.
VIGYÁZAT: Ne hagyja, hogy a kivonat megszáradjon, mert ez egyes analitek súlyos elvesztését okozhatja. A szerves foszfortartalmú peszticidek különösen érzékenyek az ilyen veszteségekre.
11.5.4.1. Ha oldószercserére van szükség (a 2. táblázatban vagy a megfelelő meghatározó módszerben leírtak szerint), egy pillanatra távolítsuk el a Snyder-oszlopot, adjunk hozzá 50 ml csereoldószert és egy új forrásban lévő forgácsot.
11.5.4.2. Helyezzük vissza a Snyder-oszlopot. Koncentráljuk a kivonatot, szükség esetén emeljük a vízfürdő hőmérsékletét a megfelelő desztillációs sebesség fenntartása érdekében.
11.5.5 Távolítsuk el a Snyder oszlopot. Öblítsük át a K-D lombikot és a Snyder-oszlop alsó illesztéseit a koncentrátorcsőbe 1-gyel – 2 ml oldószer. A kivonat tovább sűríthető a 11.6. szakaszban leírt technikák egyikének alkalmazásával, vagy beállítható 5.0 végső térfogatra – 10,0 ml megfelelő oldószerrel (lásd 2. táblázat vagy a megfelelő meghatározó módszer). Ha kénkristályok vannak jelen, folytassa a 3660-as módszerrel a tisztításhoz.
11.6 Ha további koncentrációra van szükség, vagy a mikro-Snyder-oszlop technikát (lásd a 11.6.1. szakaszt) vagy a nitrogénpárologtatási technikát (lásd a 11.6.2. szakaszt) kell alkalmazni.
11.6.1. Micro-Snyder oszlop technika
11.6.1.1 Öntsünk egy friss, tiszta forrásban lévő forgácsot a koncentrátorcsőbe, és rögzítsünk egy kétgolyós mikro-Snyder oszlopot közvetlenül a koncentrátorcsőhöz. Csatlakoztassuk az oldószergőz-visszanyerő üvegedényt (kondenzátort és gyűjtőberendezést) a K-D készülék mikro- Snyder-oszlopához, a gyártó utasításait követve. Nedvesítsük meg előnedvesíteni a Snyder-oszlopot 0,5 ml metilén-klorid vagy csereoldószer hozzáadásával az oszlop tetejére. Helyezzük a mikrokoncentrációs készüléket forró vízfürdőbe úgy, hogy a koncentrátorcső részben belemerüljön a forró vízbe. Szükség szerint állítsuk be a készülék függőleges helyzetét és a víz hőmérsékletét, hogy az 5-ös koncentráció teljes legyen – 10 perc A desztilláció megfelelő sebességével az oszlop golyói aktívan fecsegnek, de a kamrák nem áradnak el.
11.6.1.2 Amikor a folyadék látszólagos térfogata eléri a 0,5 ml-t, vegyük ki a készüléket a vízfürdőből, hagyjuk lecsöpögni és hűlni legalább 10 percig. Távolítsuk el a Snyder-oszlopot, és öblítsük le alsó illesztéseit a koncentrátorcsőbe 0,2 ml oldószerrel. Állítsa be a végső extrakciós térfogatot 1,0-re – 2,0 ml.
VIGYÁZAT: Ne hagyja, hogy a kivonat megszáradjon, mert ez egyes analitek súlyos elvesztését okozhatja. A szerves foszfortartalmú peszticidek különösen érzékenyek az ilyen veszteségekre.
11.6.2. Nitrogénpárologtatási technika
11.6.2.1 Helyezzük a koncentrátorcsövet meleg fürdőbe (30 °C), és párologtassuk el az oldószer térfogatát 0,5 ml-re gyengéd tiszta, száraz nitrogénárammal (aktív szénoszlopon szűrjük át).
VIGYÁZAT: Új műanyag csövet nem szabad használni a széncsapda és a minta között, mert ftalát interferenciát okozhat.
11.6.2.2. A koncentráció alatt öblítsük le oldószerrel többször a koncentrátorcső belső falát. A párolgás során úgy kell elhelyezni a koncentrátorcsövet, hogy elkerülje a kondenzvíz bejutását az extraktumba. Rendes eljárások esetén a kivonatot nem szabad kiszáradni.
VIGYÁZAT: Ne hagyja, hogy a kivonat megszáradjon, mert ez egyes analitek súlyos elvesztését okozhatja. A szerves foszfortartalmú peszticidek különösen érzékenyek az ilyen veszteségekre.
11.7 A kivonatot most tisztítási eljárásoknak lehet alávetni, vagy elemezni lehet a célanalitekre a megfelelő meghatározó technika(k) alkalmazásával. Ha a kivonat további kezelése nem történik meg azonnal, zárjuk le a koncentrátorcsövet, és tároljuk hűtőszekrényben. Ha a kivonatot 2 napnál hosszabb ideig tárolják, azt át kell helyezni egy PTFE-bélésű csavaros kupakkal ellátott injekciós üvegbe, és megfelelően fel kell címkézni.
12. Adatelemzés és számítások
Ehhez az extrakciós eljáráshoz nincsenek kifejezetten kapcsolódó számítások. Lásd a végső minta eredményeinek kiszámításához szükséges megfelelő meghatározó módszert.
13. A módszer teljesítőképessége
14. A környezetszennyezés megelőzése
14.1 A környezetszennyezés megelőzése magában foglal minden olyan technikát, amely csökkenti vagy megszünteti a hulladék mennyiségét és/vagy toxicitását a keletkezés helyén. A laboratóriumi működés számos lehetőséget kínál a szennyezés megelőzésére. Az EPA létrehozta a környezetgazdálkodási technikák előnyben részesített hierarchiáját, amely a szennyezés megelőzését az első számú kezelési lehetőségként helyezi el. Amikor csak lehetséges, a laboratóriumi személyzetnek szennyezésmegelőzési technikákat kell alkalmaznia a hulladékkeletkezés kezelésére. Ha a hulladékot a forrásnál nem lehet a lehető legkisebbíteni, az Ügynökség az újrafeldolgozást javasolja a következő legjobb megoldásként.
14.2 A környezetszennyezés megelőzésével kapcsolatos, laboratóriumokra és kutatóintézetekre alkalmazható információkért lásd a Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction (A kevesebb jobb: laboratóriumi kémiai gazdálkodás a hulladékcsökkentésért) című kiadványt, amely elérhető az Amerikai Kémiai Társaság Kormányzati Kapcsolatok és Tudománypolitika Osztályán, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Hulladékgazdálkodás
Páraelszívók és pados műveletek, amelyek megfelelnek a szennyvízelvezetési engedélyek és előírások betűjének és szellemének, valamint megfelelnek a szilárd és veszélyes hulladékokra vonatkozó összes előírásnak, különösen a veszélyes hulladékok azonosítására vonatkozó szabályoknak és a földterület ártalmatlanítására vonatkozó korlátozásoknak. A hulladékgazdálkodással kapcsolatos további információkért tekintse meg az Amerikai Kémiai Társaság (American Chemical Society) által a 14.2. szakaszban felsorolt címen elérhető Hulladékgazdálkodási kézikönyvet laboratóriumi személyzet számára.
16. Hivatkozások
- EGYESÜLT ÁLLAMOKBELI EPA, “laboratóriumok közötti összehasonlító vizsgálat: illékony és félig illékony vegyületek módszerei,” Környezetvédelmi Monitoring Rendszerek Laboratóriuma, Kutatási és Fejlesztési Hivatal, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “a szilárd mintákból származó IX. függelék analitjeinek értékelésére szolgáló 3540 (Soxhlet) és 3550 (szonikálás) módszerek értékelése,” S-CUBED, Jelentés az EPA szerződéshez 68-03-33-75, 03. sz. munkafeladat, dokumentumszám. SSS-R- 88-9436, 1988. október.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Az ultrahangos szövethomogenizátorokat gyakran szonda sonicatornak, sonic lysernek, ultrahangos diszruptornak, ultrahangos darálónak, sono-ruptornak, sonifiernek, hangos diszmembratornak, sejtrombolónak, ultrahangos diszpergálónak vagy oldónak nevezik. A különböző kifejezések a különböző alkalmazásokból erednek, amelyeket szonikálással lehet teljesíteni.
Különböző sonotrode méretek a UP200Ht