EPA3550 Ultrasonik Panduan Ekstraksi
Ekstraksi ultrasonik adalah metode ekstraksi ramah lingkungan yang ramah lingkungan yang dapat diterapkan pada sampel laboratorium kecil serta untuk ekstraksi senyawa berharga pada skala produksi komersial. Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) merekomendasikan berbagai kimia analitik dan metodologi pengujian karakteristik, pengambilan sampel dan pemantauan lingkungan, serta jaminan kualitas untuk mendukung Undang-Undang Konservasi dan Pemulihan Sumber Daya (RCRA). Untuk ekstraksi dengan bantuan ultrasonik, EPA mengeluarkan panduan berikut ini:
METODE 3550C – Ekstraksi Ultrasonik
1. Ruang Lingkup dan Aplikasi
Selain itu, metode SW-846, dengan pengecualian penggunaan metode yang diperlukan untuk analisis parameter yang ditentukan metode, dimaksudkan untuk menjadi metode panduan yang berisi informasi umum tentang bagaimana melakukan prosedur atau teknik analitik yang dapat digunakan laboratorium sebagai titik awal dasar untuk menghasilkan Prosedur Operasi Standar (SOP) terperincinya sendiri, baik untuk penggunaan umumnya sendiri atau untuk aplikasi proyek tertentu. Data kinerja yang termasuk dalam metode ini hanya untuk tujuan panduan, dan tidak dimaksudkan untuk dan tidak boleh digunakan sebagai kriteria penerimaan QC mutlak untuk tujuan akreditasi laboratorium.
1.1 Metode ini menjelaskan prosedur untuk mengekstraksi senyawa organik tidak mudah menguap dan semivolatile dari padatan seperti tanah, lumpur, dan limbah. Proses ultrasonik memastikan kontak intim matriks sampel dengan pelarut ekstraksi.
1.2 Metode ini dibagi menjadi dua prosedur, berdasarkan konsentrasi senyawa organik yang diharapkan. Prosedur konsentrasi rendah (Bagian 11.3) adalah untuk komponen organik individu yang diharapkan kurang dari atau sama dengan 20 mg/kg dan menggunakan ukuran sampel yang lebih besar dan tiga ekstraksi serial (konsentrasi yang lebih rendah lebih sulit untuk diekstraksi). Prosedur konsentrasi sedang/tinggi (Bagian 11.4) adalah untuk komponen organik individu yang diharapkan lebih besar dari 20 mg/kg dan menggunakan sampel yang lebih kecil dan ekstraksi tunggal.
1.3 Sangat disarankan agar ekstrak tunduk pada beberapa bentuk pembersihan (misalnya, menggunakan metode dari seri 3600) sebelum analisis.
1.4 Sangat penting bahwa metode (termasuk instruksi pabrikan) diikuti secara eksplisit, untuk mencapai efisiensi ekstraksi maksimum. Lihat Bagian 11.0 untuk diskusi tentang aspek penting dari prosedur ekstraksi. Konsultasikan instruksi pabrik mengenai pengaturan operasional tertentu.
1.5 Metode ini menjelaskan setidaknya tiga sistem pelarut ekstraksi yang dapat digunakan untuk kelompok analit yang berbeda (lihat Bagian 7.4). Sistem pelarut lain dapat digunakan, asalkan kinerja yang memadai dapat ditunjukkan untuk analit yang diinginkan. Pilihan pelarut ekstraksi akan bergantung pada analit yang diinginkan dan tidak ada pelarut tunggal yang berlaku secara universal untuk semua gugus analit. Sebagai akibat dari kekhawatiran tentang efisiensi ekstraksi ultrasonik, terutama pada konsentrasi mendekati atau di bawah sekitar 10 μg/kg, sangat penting bagi analis untuk menunjukkan kinerja sistem pelarut spesifik dan kondisi operasi untuk analit yang diinginkan dan konsentrasi yang diinginkan. Demonstrasi ini berlaku untuk sistem pelarut apa pun yang digunakan, termasuk yang secara khusus tercantum dalam metode ini. Setidaknya, demonstrasi semacam itu akan mencakup demonstrasi awal kemahiran yang dijelaskan dalam Metode 3500, menggunakan matriks referensi yang bersih. Metode 8000 menjelaskan prosedur yang dapat digunakan untuk mengembangkan kriteria kinerja untuk demonstrasi tersebut serta untuk lonjakan matriks dan hasil sampel kontrol laboratorium.
1.6 EPA mencatat bahwa ada data terbatas yang dipublikasikan tentang efisiensi ekstraksi ultrasonik sehubungan dengan pestisida organofosfor pada konsentrasi par-per-miliar (ppb) rendah dan di bawahnya. Akibatnya, penggunaan metode ini untuk senyawa ini khususnya harus didukung oleh data kinerja seperti yang dibahas di atas dan dalam Metode 3500.
1.7 Sebelum menggunakan metode ini, analis disarankan untuk berkonsultasi dengan metode dasar untuk setiap jenis prosedur yang dapat digunakan dalam analisis keseluruhan (misalnya, Metode 3500, 3600, 5000, dan 8000) untuk informasi tambahan tentang prosedur kontrol kualitas, pengembangan kriteria penerimaan QC, perhitungan, dan panduan umum. Analis juga harus berkonsultasi dengan pernyataan penafian di bagian depan manual dan informasi dalam Bab Dua untuk panduan tentang fleksibilitas yang dimaksudkan dalam pilihan metode, peralatan, bahan, reagen, dan persediaan, dan tanggung jawab analis untuk menunjukkan bahwa teknik yang digunakan sesuai untuk analit yang diminati, dalam matriks yang diminati, dan pada tingkat kekhawatiran.
Selain itu, analis dan pengguna data disarankan bahwa, kecuali jika secara eksplisit ditentukan dalam peraturan, penggunaan metode SW-846 tidak wajib sebagai tanggapan atas persyaratan pengujian Federal. Informasi yang terkandung dalam metode ini disediakan oleh EPA sebagai panduan untuk digunakan oleh analis dan komunitas yang diatur dalam membuat penilaian yang diperlukan untuk menghasilkan hasil yang memenuhi tujuan kualitas data untuk aplikasi yang dimaksudkan.
1.8 Penggunaan metode ini dibatasi untuk digunakan oleh, atau di bawah pengawasan analis yang berpengalaman dan terlatih. Setiap analis harus menunjukkan kemampuan untuk menghasilkan hasil yang dapat diterima dengan metode ini. Seperti disebutkan di atas, demonstrasi tersebut khusus untuk analit yang diinginkan dan sistem pelarut yang digunakan, serta prosedur untuk sampel konsentrasi rendah dan sedang/tinggi.
Sonicator Multi-Sampel “VialTweeter” untuk persiapan sampel simultan dari beberapa botol dan tabung reaksi tertutup
2. Ringkasan Metode
2.1 Prosedur konsentrasi rendah — Sampel dicampur dengan natrium sulfat anhidrat untuk membentuk bubuk yang mengalir bebas. Campuran diekstraksi dengan pelarut tiga kali, menggunakan ekstraksi ultrasonik. Ekstrak dipisahkan dari sampel dengan filtrasi vakum atau sentrifugasi. Ekstrak siap untuk konsentrasi akhir, pembersihan, dan/atau analisis.
2.2 Prosedur konsentrasi sedang / tinggi — Sampel dicampur dengan natrium sulfat anhidrat untuk membentuk bubuk yang mengalir bebas. Ini diekstraksi dengan pelarut sekali, menggunakan ekstraksi ultrasonik. Sebagian dari ekstrak dikumpulkan untuk pembersihan dan/atau analisis.
3. Definisi
Lihat Bab Satu dan instruksi pabrikan untuk definisi yang mungkin relevan dengan metode ini.
4. Gangguan
4.1 Pelarut, reagen, barang pecah belah, dan perangkat keras pemrosesan sampel lainnya dapat menghasilkan artefak dan/atau gangguan pada analisis sampel. Semua bahan ini harus ditunjukkan bebas dari interferensi dalam kondisi analisis dengan menganalisis metode kosong.
Pemilihan reagen khusus dan pemurnian pelarut dengan distilasi dalam sistem semua kaca mungkin diperlukan. Lihat setiap metode yang akan digunakan untuk panduan khusus tentang prosedur kontrol kualitas dan Bab Empat untuk panduan umum tentang pembersihan barang pecah belah.
4.2 Interferensi biasanya khusus untuk analit yang diminati. Oleh karena itu, lihat Metode 3500 dan metode determinatif yang sesuai untuk panduan khusus tentang interferensi ekstraksi.
5. Keamanan
Metode ini tidak mengatasi semua masalah keamanan yang terkait dengan penggunaannya. Laboratorium bertanggung jawab untuk menjaga lingkungan kerja yang aman dan file kesadaran terkini tentang peraturan OSHA mengenai penanganan bahan kimia yang aman yang tercantum dalam metode ini. File referensi lembar data keselamatan material (MSDS) harus tersedia untuk semua personel yang terlibat dalam analisis ini.
6. Peralatan dan Perlengkapan
Penyebutan nama dagang atau produk komersial dalam manual ini hanya untuk tujuan ilustrasi, dan bukan merupakan dukungan EPA atau rekomendasi eksklusif untuk digunakan. Produk dan pengaturan instrumen yang dikutip dalam metode SW-846 mewakili produk dan pengaturan yang digunakan selama pengembangan metode atau kemudian dievaluasi oleh Agensi. Peralatan gelas, reagen, persediaan, peralatan, dan pengaturan selain yang tercantum dalam manual ini dapat digunakan asalkan kinerja metode yang sesuai untuk aplikasi yang dimaksudkan telah ditunjukkan dan didokumentasikan.
Bagian ini tidak mencantumkan gelas laboratorium umum (misalnya, gelas kimia dan labu).
6.2 Persiapan ultrasonik – Perangkat tipe klakson yang dilengkapi dengan ujung titanium, atau perangkat yang akan memberikan kinerja yang sesuai, harus digunakan. (misalnya UP200Ht atau UP200St)
6.2.1 Pengganggu ultrasonik — Pengganggu harus memiliki watt daya minimum 300 watt, dengan kemampuan berdenyut. Perangkat yang dirancang untuk mengurangi suara kavitasi direkomendasikan. Ikuti instruksi produsen untuk menyiapkan pengganggu untuk ekstraksi sampel dengan konsentrasi rendah dan sedang/tinggi. (misalnya UP400S)
6.2.2 Gunakan klakson 3/4 inci untuk prosedur metode konsentrasi rendah dan ujung mikro meruncing 1/8 inci yang dipasang pada klakson 1/2 inci untuk prosedur metode konsentrasi sedang/tinggi.
6.3 Kotak pelindung suara – Untuk menghindari kerusakan pendengaran, disarankan untuk menggunakan enlosure pelindung suara (misalnya kotak pelindung suara SPB-L). Dengan demikian, kebisingan kavitasi dari proses sonikasi dapat dikurangi secara substansial.
Peralatan Lebih Lanjut
6.4.1 Oven pengering — Mampu mempertahankan suhu 105 derajat Celcius.
6.4.2 Pengering.
6.4.3 Wadah — Porselen atau aluminium sekali pakai.
6.5 Pipet pasteur — 1-mL, gelas, sekali pakai.
6.7 Peralatan filtrasi vakum atau tekanan
6.7.1 Corong Buchner
6.7.2 Kertas saring
6.8 Peralatan Kuderna-Denmark (KD)
6.8.1 Tabung konsentrator — 10-mL, lulus. Sumbat kaca tanah digunakan untuk mencegah penguapan ekstrak.
6.8.2 Labu penguapan — 500 ml. Pasang labu ke tabung konsentrator dengan pegas, klem, atau yang setara.
6.8.3 Kolom Snyder — Makro tiga bola.
6.8.4 Kolom Snyder — Mikro dua bola.
6.8.5 Mata air — 1/2 inci.
6.9 Sistem pemulihan uap pelarut.
CATATAN: Barang pecah belah ini direkomendasikan untuk tujuan pemulihan pelarut selama prosedur konsentrasi yang memerlukan penggunaan konsentrator evaporatif Kuderna-Denmark. Penggabungan peralatan ini mungkin diwajibkan oleh peraturan federal, negara bagian, atau kotamadya lokal yang mengatur emisi udara organik yang mudah menguap. EPA merekomendasikan penggabungan sistem reklamasi jenis ini sebagai metode untuk menerapkan program pengurangan emisi. Pemulihan pelarut adalah sarana untuk menyesuaikan diri dengan inisiatif minimalisasi limbah dan pencegahan polusi.
6.10 Keripik mendidih — Diekstraksi pelarut, sekitar 10/40 mesh (silikon karbida atau setara).
6.11 Pemandian air — Dipanaskan, dengan penutup cincin konsentris, mampu mengontrol suhu hingga ± 5 derajat C. Mandi harus digunakan di tudung.
6.12 Saldo — Pemuatan atas, mampu menimbang secara akurat hingga 0,01 g terdekat.
6.13 Botol — 2-mL, untuk autosampler GC, dilengkapi dengan tutup sekrup atau bagian atas crimp berlapis polytetrafluoroethylene (PTFE).
6.14 Botol kilau kaca — 20-mL, dilengkapi dengan tutup sekrup berlapis PTFE.
6.15 Spatula — Stainless steel atau PTFE.
6.16 Kolom pengeringan — Kolom kromatografi kaca borosilikat ID 20 mm dengan wol kaca di bagian bawah.
CATATAN: Kolom dengan cakram kaca fritted sulit untuk didekontaminasi setelah digunakan untuk mengeringkan ekstrak yang sangat terkontaminasi. Kolom tanpa frit dapat dibeli.
Gunakan selembar kecil wol kaca untuk mempertahankan adsorben. Cuci terlebih dahulu bantalan wol kaca dengan 50 mL aseton diikuti dengan 50 mL pelarut elusi sebelum mengemas kolom dengan adsorben.
6.17 Peralatan penguapan nitrogen (opsional) — N-Evap, 12 atau 24 posisi (Model Organomasi 112, atau setara).
7. Reagen dan Standar
7.2 Air reagen bebas organik. Semua referensi untuk air dalam metode ini mengacu pada air reagen bebas organik, seperti yang didefinisikan dalam Bab Satu.
7.3 Natrium sulfat (granular, anhidrat), Na2SO4. Murnikan dengan memanaskan pada suhu 400 derajatC selama 4 jam di nampan dangkal, atau dengan membersihkan natrium sulfat terlebih dahulu dengan metilen klorida. Jika natrium sulfat dibersihkan sebelumnya dengan metilen klorida, metode kosong harus dianalisis, menunjukkan bahwa tidak ada gangguan dari natrium sulfat.
7.4 Pelarut ekstraksi
Sampel harus diekstraksi menggunakan sistem pelarut yang memberikan pemulihan optimal dan dapat direproduksi dari analit yang diinginkan dari matriks sampel, pada konsentrasi yang diinginkan. Pilihan pelarut ekstraksi akan bergantung pada analit yang diinginkan dan tidak ada pelarut tunggal yang berlaku secara universal untuk semua gugus analit. Apa pun sistem pelarut yang digunakan, termasuk yang secara khusus tercantum dalam metode ini, analis harus menunjukkan kinerja yang memadai untuk analit yang diminati, pada tingkat yang diminati. Setidaknya, demonstrasi semacam itu akan mencakup demonstrasi awal kemahiran yang dijelaskan dalam Metode 3500, menggunakan matriks referensi yang bersih. Metode 8000 menjelaskan prosedur yang dapat digunakan untuk mengembangkan kriteria kinerja untuk demonstrasi tersebut serta untuk lonjakan matriks dan hasil sampel kontrol laboratorium.
Banyak sistem pelarut yang dijelaskan di bawah ini mencakup kombinasi pelarut yang larut dalam air, seperti aseton, dan pelarut yang tidak dapat larut dalam air, seperti metilen klorida atau heksana. Tujuan dari pelarut yang larut dalam air adalah untuk memfasilitasi ekstraksi padatan basah dengan memungkinkan pelarut campuran menembus lapisan air permukaan partikel padat. Pelarut air yang tidak dapat bercampur mengekstrak senyawa organik dengan polaritas yang serupa. Oleh itu, pelarut non-polar seperti heksana sering digunakan untuk analit non-polar seperti PCB, sedangkan pelarut polar seperti metilen klorida boleh digunakan untuk analit polar. Polaritas aseton juga dapat membantu mengekstrak analit polar dalam sistem pelarut campuran.
Tabel 1 memberikan contoh data pemulihan untuk senyawa organik semivolatile terpilih yang diekstraksi dari NIST SRM menggunakan berbagai sistem pelarut ekstraksi. Bagian berikut memberikan panduan tentang pilihan pelarut untuk berbagai kelas analit.
Semua pelarut harus berkualitas pestisida atau setara. Pelarut dapat didegasisasi sebelum digunakan.
7.4.1 Organik semivolatile dapat diekstraksi dengan aseton/heksana (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), atau aseton/metilen klorida (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Pestisida organoklorin dapat diekstraksi dengan aseton/heksana (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), atau aseton/metilen klorida (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB dapat diekstraksi dengan aseton/heksana (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), atau aseton/metilen klorida (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), atau heksana (C6H14).
7.4.4 Sistem pelarut lain dapat digunakan, asalkan analis dapat menunjukkan kinerja yang memadai untuk analit yang diinginkan, pada konsentrasi yang diinginkan, dalam matriks sampel (lihat Metode 3500).
7.5 Tukar pelarut — Dengan menggunakan beberapa metode determinatif, pelarut ekstraksi perlu ditukar menjadi pelarut yang kompatibel dengan instrumentasi yang digunakan dalam metode determinatif tersebut. Lihat metode determinatif yang akan digunakan untuk pemilihan pelarut pertukaran yang sesuai. Semua pelarut harus berkualitas pestisida atau setara. Contoh pelarut pertukaran diberikan di bawah ini.
7.5.1 Heksana, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Sikloheksena, C6H12
7.5.4 Asetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Kotak pelindung suara SPB-L mengurangi kebisingan kavitasi sonikasi secara substansial.
8. Pengumpulan, Pelestarian, dan Penyimpanan Sampel
8.1 Lihat materi pengantar untuk Bab Empat, “Analit Organik” Metode 3500, dan metode determinatif spesifik yang akan digunakan.
8.2 Sampel padat yang akan diekstraksi dengan prosedur ini harus dikumpulkan dan disimpan seperti sampel padat lainnya yang mengandung organik semivolatil.
9. Kontrol kualitas
9.2 Demonstrasi awal kemahiran
Setiap laboratorium harus menunjukkan kemahiran awal dengan setiap persiapan sampel dan kombinasi metode determinatif yang digunakannya dengan menghasilkan data dengan akurasi dan presisi yang dapat diterima untuk analit target dalam matriks bersih. Laboratorium juga harus mengulangi demonstrasi kemahiran setiap kali anggota staf baru dilatih atau perubahan signifikan dalam instrumentasi dilakukan. Lihat Metode 8000 untuk informasi tentang cara menyelesaikan demonstrasi kemahiran.
9.3 Awalnya, sebelum memproses sampel apa pun, analis harus menunjukkan bahwa semua bagian peralatan yang bersentuhan dengan sampel dan reagen bebas gangguan. Ini dicapai melalui analisis metode kosong. Sebagai pemeriksaan berkelanjutan, setiap kali sampel diekstraksi, dibersihkan, dan dianalisis, dan ketika ada perubahan reagen, metode kosong harus diekstraksi dan dianalisis untuk senyawa yang diinginkan sebagai perlindungan terhadap kontaminasi laboratorium kronis.
9.4 Setiap metode kosong, sampel lonjakan matriks, atau sampel replikasi harus tunduk pada prosedur analitik yang sama (Bagian 11.0) seperti yang digunakan pada sampel aktual.
9.5 Praktik penjaminan mutu standar harus digunakan dengan metode ini sebagaimana tercantum dalam dokumen perencanaan sistematis dan SOP laboratorium yang sesuai. Semua kondisi pengoperasian instrumen harus dicatat.
9.6 Lihat juga Metode 3500 untuk prosedur kontrol kualitas ekstraksi dan persiapan sampel dan metode determinatif yang akan digunakan untuk prosedur QC determinatif.
9.7 Ketika tercantum dalam metode determinatif yang sesuai, standar pengganti harus ditambahkan ke semua sampel sebelum ekstraksi. Lihat Metode 3500 dan 8000, dan metode determinatif yang sesuai untuk informasi lebih lanjut.
9.8 Seperti disebutkan sebelumnya, penggunaan teknik ekstraksi apa pun, termasuk ekstraksi ultrasonik, harus didukung oleh data yang menunjukkan kinerja sistem pelarut spesifik dan kondisi pengoperasian untuk analit yang diminati, pada tingkat yang diminati, dalam matriks sampel.
10. Kalibrasi dan Standardisasi
Tidak ada langkah kalibrasi atau standarisasi yang terkait langsung dengan prosedur ekstraksi sampel ini.
11. Prosedur
Seperti yang disebutkan dalam Bagian 1.4, ekstraksi ultrasonik mungkin tidak seketat metode ekstraksi lain untuk tanah/padatan. Oleh karena itu, sangat penting bahwa metode ini diikuti secara eksplisit (termasuk instruksi pabrikan) untuk mencapai efisiensi ekstraksi maksimum. Setidaknya, untuk keberhasilan penggunaan teknik ini:
11.1 Penanganan sampel
11.1.2 Sampel limbah — Sampel yang terdiri dari beberapa fase harus disiapkan sebelum ekstraksi dengan prosedur pemisahan fase yang dijelaskan dalam Bab Dua. Prosedur ekstraksi ini hanya untuk padatan.
11.1.3 Sampel limbah kering dapat digiling — Giling atau bagi limbah sehingga melewati saringan 1 mm atau dapat diekstrusi melalui lubang 1 mm. Masukkan sampel yang cukup ke dalam peralatan penggilingan untuk menghasilkan setidaknya 10 g setelah penggilingan.
PERHATIAN: Pengeringan dan penggilingan harus dilakukan di tudung, untuk menghindari kontaminasi laboratorium.
11.1.4 Bahan bergetah, berserat, atau berminyak tidak dapat digiling — Potong, parut, atau kurangi ukuran bahan-bahan ini untuk memungkinkan pencampuran dan paparan maksimum permukaan sampel untuk ekstraksi.
11.2 Penentuan persen berat kering — Ketika hasil sampel akan dihitung berdasarkan berat kering, porsi sampel yang terpisah harus ditimbang pada saat yang sama dengan porsi yang digunakan untuk penentuan analitik.
PERHATIAN: Oven pengering harus ditampung dalam tudung atau berventilasi. Kontaminasi laboratorium yang signifikan dapat diakibatkan oleh sampel limbah berbahaya yang sangat terkontaminasi.
Segera setelah menimbang alikuot sampel yang akan diekstraksi, timbang alikuot sampel tambahan 5 hingga 10 g ke dalam wadah bertar. Keringkan aliquot ini semalaman pada suhu 105 derajat Celcius. Biarkan dingin dalam pengering sebelum ditimbang.
Hitung persen berat kering sebagai berikut:
% berat kering = (g sampel kering / g sampel) x 100
Aliquot kering oven ini tidak digunakan untuk ekstraksi dan harus dibuang dengan benar setelah berat kering ditentukan.
11.3 Prosedur ekstraksi konsentrasi rendah
Prosedur ini berlaku untuk sampel padat yang diharapkan mengandung kurang dari atau sama dengan 20 mg/kg analisis organik.
Langkah-langkah sebelum sonikasi
11.3.1 Langkah-langkah berikut harus dilakukan dengan cepat untuk menghindari hilangnya ekstraksi yang lebih mudah menguap.
11.3.1.1 Timbang sekitar 30 g sampel ke dalam gelas kimia 400 mL. Catat berat hingga 0,1 g terdekat.
11.3.1.2 Untuk sampel di setiap batch yang dipilih untuk spiking, tambahkan 1.0 mL larutan spiking matriks. Konsultasikan Metode 3500 untuk panduan tentang pilihan senyawa dan konsentrasi lonjakan matriks yang tepat. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.3.1.3 Tambahkan 1.0 mL larutan standar pengganti ke semua sampel, sampel berduri, sampel QC, dan blanko. Konsultasikan Metode 3500 untuk panduan tentang pilihan senyawa dan konsentrasi pengganti yang tepat. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.3.1.4 Jika pembersihan permeasi gel (lihat Metode 3640) akan digunakan, analis harus menambahkan dua kali volume larutan spiking pengganti (dan larutan spiking matriks, jika berlaku), atau memusatkan ekstrak akhir hingga setengah volume normal, untuk mengkompensasi setengah dari ekstrak yang hilang karena pemuatan kolom GPC. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.3.1.5 Sampel tidak berpori atau basah (jenis bergetah atau tanah liat) yang tidak memiliki tekstur berpasir yang mengalir bebas harus dicampur dengan 60 g natrium sulfat anhidrat, menggunakan spatula. Jika perlu, lebih banyak natrium sulfat dapat ditambahkan. Setelah penambahan natrium sulfat, sampel harus mengalir bebas. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.3.1.6 Segera tambahkan 100 mL pelarut ekstraksi atau campuran pelarut (lihat Bagian 7.4 dan Tabel 2 untuk informasi tentang pilihan pelarut).
11.3.2 Tempatkan permukaan bawah ujung tanduk pengganggu 3/4 inci sekitar 1/2 inci di bawah permukaan pelarut, tetapi di atas lapisan sedimen.
CATATAN: Pastikan klakson ultrasonik / sonotrode dipasang dengan benar sesuai dengan instruksi pabrik.
11.3.3 Ekstrak sampel secara ultrasonik selama 3 menit, dengan kontrol keluaran diatur pada 100% (daya penuh) atau pada pengaturan daya yang direkomendasikan pabrikan, sakelar mode pada Pulsa (energi berdenyut daripada energi kontinu), dan siklus kerja persen diatur pada 50% (energi pada 50% waktu dan mati 50% waktu). Jangan gunakan probe microtip.
11.3.4 Tuangkan ekstrak dan saring melalui kertas saring (misalnya Whatman No. 41 atau setara) dalam corong Buchner yang dipasang pada labu filtrasi 500 mL yang bersih. Atau, keluarkan ekstrak ke dalam botol centrifuge dan centrifuge dengan kecepatan rendah untuk menghilangkan partikel.
11.3.5 Ulangi ekstraksi dua kali lagi dengan dua porsi pelarut bersih 100 mL tambahan. Keluarkan pelarut setelah setiap ekstraksi ultrasonik. Setelah ekstraksi ultrasonik akhir, tuangkan seluruh sampel ke dalam corong Buchner, bilas gelas kimia dengan pelarut ekstraksi, dan tambahkan bilasan ke corong.
Langkah-langkah setelah sonikasi
11.3.6 Jika perlu, konsentrasikan ekstrak sebelum analisis mengikuti prosedur di Sec.11.5. Jika tidak, lanjutkan ke Bagian 11.7.
UP200St dengan mikro-tip untuk sampel sonikasi
11.4 Prosedur ekstraksi konsentrasi sedang / tinggi
Prosedur ini berlaku untuk sampel padat yang diharapkan mengandung lebih dari 20 mg/kg analit organik.
Langkah-langkah sebelum sonikasi
11.4.2 Untuk sampel di setiap batch yang dipilih untuk spiking, tambahkan 1.0 mL larutan spiking matriks. Konsultasikan Metode 3500 untuk panduan tentang pilihan senyawa dan konsentrasi lonjakan matriks yang tepat. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.4.3 Tambahkan 1.0 mL larutan spiking pengganti ke semua sampel, sampel berduri, sampel QC, dan blanko. Konsultasikan Metode 3500 untuk panduan tentang pilihan senyawa dan konsentrasi lonjakan matriks yang tepat. Lihat juga catatan di Bagian 11.3.
11.4.4 Jika pembersihan permeasi gel (lihat Metode 3640) akan digunakan, analis harus menambahkan dua kali volume larutan spiking pengganti (dan larutan spiking matriks, jika berlaku), atau memusatkan ekstrak akhir hingga setengah volume normal, untuk mengkompensasi setengah dari ekstrak yang hilang karena pemuatan kolom GPC.
11.4.5 Sampel tidak berpori atau basah (jenis bergetah atau tanah liat) yang tidak memiliki tekstur berpasir yang mengalir bebas harus dicampur dengan 2 g natrium sulfat anhidrat, menggunakan spatula. Jika perlu, lebih banyak natrium sulfat dapat ditambahkan. Setelah penambahan natrium sulfat, sampel harus mengalir bebas (lihat catatan di Bagian 11.3).
11.4.6 Segera tambahkan volume pelarut apa pun yang diperlukan untuk membawa volume akhir menjadi 10.0 mL, dengan mempertimbangkan volume tambahan pengganti dan lonjakan matriks (lihat Bagian 7.4 dan Tabel 2 untuk informasi tentang pilihan pelarut).
11.4.7 Ekstrak sampel dengan probe ultrasonik microtip meruncing 1/8 inci selama 2 menit pada pengaturan kontrol keluaran 5 dan dengan sakelar mode pada pulsa dan siklus kerja persen pada 50%.
11.4.8 Kemas pipet Pasteur sekali pakai dengan wol kaca 2 hingga 3 cm. Saring ekstrak sampel melalui wol kaca dan kumpulkan ekstrak dalam wadah yang sesuai. Seluruh 10 mL pelarut ekstraksi tidak dapat dipulihkan dari sampel. Oleh karena itu, analis harus mengumpulkan volume yang sesuai dengan sensitivitas metode determinatif yang akan digunakan. Misalnya, untuk metode yang tidak memerlukan ekstrak untuk dikonsentrasikan lebih lanjut (misalnya, Metode 8081 biasanya menggunakan volume ekstrak akhir 10 mL), ekstrak dapat dikumpulkan dalam botol kilau atau wadah lain yang dapat disegel. Untuk ekstrak yang membutuhkan konsentrasi lebih lanjut, disarankan untuk mengumpulkan volume standar untuk semua sampel tersebut untuk menyederhanakan perhitungan hasil sampel akhir. Misalnya, kumpulkan 5,0 mL ekstrak dalam tabung konsentrator bersih. Volume ini mewakili tepat setengah dari total volume ekstrak sampel asli. Jika perlu, perhitungkan “kehilangan” setengah dari ekstrak dalam perhitungan sampel akhir, atau konsentrasikan ekstrak akhir hingga setengah volume akhir nominal (misalnya, 0,5 mL vs. 1,0 mL) untuk mengkompensasi kerugian.
11.4.9 Jika perlu, konsentrasikan ekstrak sebelum analisis mengikuti prosedur di Bagian 11.5 atau Bagian 11.6. Jika tidak, lanjutkan ke Bagian 11.7.
Teknik konsentrasi
Jika perlu untuk memenuhi kriteria sensitivitas, ekstrak sampel dari prosedur ekstraksi konsentrasi rendah atau konsentrasi sedang/tinggi dapat dikonsentrasikan ke volume akhir yang diperlukan untuk metode determinatif dan aplikasi khusus yang akan digunakan, menggunakan teknik KD atau penguapan nitrogen.
11.5.1 Pasang konsentrator Kuderna-Denmark (KD) dengan memasang tabung konsentrator 10 mL ke labu penguapan dengan ukuran yang sesuai.
11.5.2 Keringkan ekstrak dengan melewatkannya melalui kolom pengering yang mengandung sekitar 10 g natrium sulfat anhidrat. Kumpulkan ekstrak kering dalam konsentrator KD.
11.5.3 Bilas tabung pengumpul dan kolom pengering ke dalam labu KD dengan tambahan porsi pelarut 20 mL untuk mencapai transfer kuantitatif.
11.5.4 Tambahkan satu atau dua keripik mendidih bersih ke labu dan pasang kolom Snyder tiga bola. Pasang gelas pemulihan uap pelarut (kondensor dan perangkat pengumpul, lihat Bagian 6.9) ke kolom Snyder peralatan KD, mengikuti instruksi pabrik. Basahi kolom Snyder terlebih dahulu dengan menambahkan sekitar 1 mL metilen klorida (atau pelarut lain yang sesuai) ke bagian atas kolom. Tempatkan peralatan KD di atas bak air panas (15 – 20 EC di atas titik didih pelarut) sehingga tabung konsentrator sebagian direndam dalam air panas dan seluruh permukaan bulat bawah labu dimandikan dengan uap panas. Sesuaikan posisi vertikal peralatan dan suhu air sesuai kebutuhan untuk menyelesaikan konsentrasi dalam 10 – 20 menit. Pada tingkat distilasi yang tepat, bola-bola kolom akan aktif mengobrol, tetapi ruang tidak akan banjir. Ketika volume cairan yang tampak mencapai 1 mL, keluarkan peralatan KD dari bak air dan biarkan mengalir dan dingin setidaknya selama 10 menit.
PERHATIAN: Jangan biarkan ekstrak menjadi kering, karena ini akan mengakibatkan hilangnya beberapa analit yang parah. Pestisida organofosfor sangat rentan terhadap kerugian tersebut.
11.5.4.1 Jika pertukaran pelarut diperlukan (seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2 atau metode determinatif yang sesuai), lepaskan kolom Snyder sebentar, tambahkan 50 mL pelarut pertukaran dan chip mendidih baru.
11.5.4.2 Pasang kembali kolom Snyder. Konsentratkan ekstrak, naikkan suhu penangas air, jika perlu, untuk mempertahankan laju distilasi yang tepat.
11.5.5 Lepaskan kolom Snyder. Bilas labu KD dan sambungan bawah kolom Snyder ke dalam tabung konsentrator dengan 1 – 2 mL pelarut. Ekstrak dapat dikonsentrasikan lebih lanjut dengan menggunakan salah satu teknik yang diuraikan dalam Bagian 11.6, atau disesuaikan dengan volume akhir 5.0 – 10.0 mL menggunakan pelarut yang sesuai (lihat Tabel 2 atau metode determinatif yang sesuai). Jika ada kristal belerang, lanjutkan ke Metode 3660 untuk pembersihan.
11.6 Jika konsentrasi lebih lanjut diperlukan, gunakan teknik kolom mikro-Snyder (lihat Bagian 11.6.1) atau teknik penguapan nitrogen (lihat Bagian 11.6.2).
11.6.1 Teknik kolom Micro-Snyder
11.6.1.1 Tambahkan chip mendidih bersih segar ke tabung konsentrator dan pasang kolom mikro-Snyder dua bola langsung ke tabung konsentrator. Pasang gelas pemulihan uap pelarut (kondensor dan perangkat pengumpul) ke kolom mikro-Snyder peralatan KD, mengikuti instruksi pabrik. Pra-basahi kolom Snyder dengan menambahkan 0,5 mL metilen klorida atau pelarut pertukaran ke bagian atas kolom. Tempatkan peralatan konsentrasi mikro dalam bak air panas sehingga tabung konsentrator sebagian terendam dalam air panas. Sesuaikan posisi vertikal peralatan dan suhu air, seperlunya, untuk menyelesaikan konsentrasi dalam 5 – 10 menit. Pada tingkat distilasi yang tepat, bola-bola kolom akan aktif mengobrol, tetapi ruang tidak akan banjir.
11.6.1.2 Ketika volume cairan yang tampak mencapai 0.5 mL, keluarkan peralatan dari penangas air dan biarkan mengalir dan dingin setidaknya selama 10 menit. Lepaskan kolom Snyder dan bilas sambungan bawahnya ke dalam tabung konsentrator dengan 0.2 mL pelarut. Sesuaikan volume ekstrak akhir ke 1.0 – 2.0 mL.
PERHATIAN: Jangan biarkan ekstrak menjadi kering, karena ini akan mengakibatkan hilangnya beberapa analit yang parah. Pestisida organofosfor sangat rentan terhadap kerugian tersebut.
11.6.2 Teknik penguapan nitrogen
11.6.2.1 Tempatkan tabung konsentrator dalam bak mandi air hangat (30 derajatC) dan menguapkan volume pelarut hingga 0.5 mL menggunakan aliran nitrogen bersih dan kering yang lembut (disaring melalui kolom karbon aktif).
PERHATIAN: Tabung plastik baru tidak boleh digunakan antara perangkap karbon dan sample, karena dapat menimbulkan gangguan ftalat.
11.6.2.2 Bilas dinding internal tabung konsentrator beberapa kali dengan pelarut selama konsentrasi. Selama penguapan, posisikan tabung konsentrator untuk menghindari kondensasi air ke dalam ekstrak. Di bawah prosedur normal, ekstrak tidak boleh dibiarkan kering.
PERHATIAN: Jangan biarkan ekstrak menjadi kering, karena ini akan mengakibatkan hilangnya beberapa analit yang parah. Pestisida organofosfor sangat rentan terhadap kerugian tersebut.
11.7 Ekstrak sekarang dapat menjalani prosedur pembersihan atau dianalisis untuk analit target menggunakan teknik determinatif yang sesuai. Jika penanganan ekstrak lebih lanjut tidak akan segera dilakukan, sumbat tabung konsentrator dan simpan di lemari es. Jika ekstrak akan disimpan lebih dari 2 hari, ekstrak harus dipindahkan ke botol yang dilengkapi dengan tutup sekrup berlapis PTFE, dan diberi label dengan tepat.
12. Analisis dan Perhitungan Data
Tidak ada perhitungan yang secara eksplisit terkait dengan prosedur ekstraksi ini. Lihat metode determinatif yang sesuai untuk perhitungan hasil sampel akhir.
13. Kinerja Metode
14. Pencegahan Polusi
14.1 Pencegahan polusi mencakup teknik apa pun yang mengurangi atau menghilangkan kuantitas dan/atau toksisitas limbah pada titik pembangkitan. Banyak peluang untuk pencegahan polusi ada dalam operasi laboratorium. EPA telah menetapkan hierarki teknik pengelolaan lingkungan yang disukai yang menempatkan pencegahan polusi sebagai opsi pengelolaan pilihan pertama. Jika memungkinkan, personel laboratorium harus menggunakan teknik pencegahan polusi untuk mengatasi timbulan limbah mereka. Ketika limbah tidak dapat dikurangi secara layak di sumbernya, Badan merekomendasikan daur ulang sebagai pilihan terbaik berikutnya.
14.2 Untuk informasi tentang pencegahan polusi yang mungkin berlaku untuk laboratorium dan lembaga penelitian, konsultasikan Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction tersedia dari Departemen Hubungan Pemerintah dan Kebijakan Sains American Chemical Society, 1155 16th St., NW Washington, DC 20036, https://www.acs.org.
15. Pengelolaan Sampah
tudung dan operasi bangku, mematuhi huruf dan semangat dari setiap izin dan peraturan pembuangan saluran pembuangan, dan dengan mematuhi semua peraturan limbah padat dan berbahaya, terutama aturan identifikasi limbah berbahaya dan pembatasan pembuangan lahan. Untuk informasi lebih lanjut tentang pengelolaan limbah, lihat Manual Pengelolaan Limbah untuk Personel Laboratorium yang tersedia dari American Chemical Society di alamat yang tercantum dalam Sec. 14.2.
Literatur / Referensi
- U.S. EPA, “Interlaboratory Comparison Study: Methods for Volatile and Semi-Volatile Compounds,” Environmental Monitoring Systems Laboratory, Office of Research and Development, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff. Evaluation of Methods 3540 (Soxhlet) and 3550 (Sonication) for Evaluation of Appendix IX Analytes from Solid Samples. S-CUBED, Report for EPA Contract 68-03-33-75, Work Assignment No. 03, Document No. SSS-R- 88-9436, October, 1988.
- I. De La Calle, N. Cabaleiro, M. Costas, F. Pena, S. Gil, I. Lavilla, C. Bendicho (2011):
Ultrasound-assisted extraction of gold and silver from environmental samples using different extractants followed by electrothermal-atomic absorption spectrometry. Microchemical Journal, Volume 97, Issue 2, 2011. 93-100.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Perangkat ultrasonik sering dirujuk sebagai alat penguji sonikasi untuk, ultrasound homogenizer, sonic lyser, ultrasound disruptor, ultrasonic grinder, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, cell disrupter, ultrasonic disperser atau dissolver. Dimana istilah yang berbeda ini muncul dari berbagai hasil aplikasi yang dapat dipenuhi oleh sonikator.
Ukuran sonotrode yang berbeda untuk UP200Ht