EPA3550 超音波抽出ガイド
超音波抽出は、環境に配慮したグリーンな抽出方法であり、少量の実験室サンプルにも、商業生産規模での有用化合物の抽出にも適用できます。米国環境保護庁（EPA）は、資源保全回収法（RCRA）を支えるため、分析化学および特性試験の各種手法、環境サンプリングとモニタリング、ならびに品質保証の実施を推奨しています。超音波支援抽出について、EPAは以下の指針を公表しています。
方法3550C – 超音波抽出
1. 適用範囲と用途
また、SW-846の各方法は、方法によって定義されるパラメーターの分析において使用が義務付けられる場合を除き、指針としての方法を意図しています。これらには、分析手順や技術の実施方法に関する一般情報が含まれ、実験室が一般的な使用または特定のプロジェクトへの適用のために独自の詳細な標準作業手順書（SOP）を作成する際の基本的な出発点として使用できます。本方法に含まれる性能データは指針としてのみ提供されており、実験室認定のための絶対的なQC受入基準として使用することを意図しておらず、そのように使用してはなりません。
1.1 本方法は、土壌、汚泥、廃棄物などの固体から不揮発性および半揮発性有機化合物を抽出する手順を説明します。超音波プロセスにより、サンプルマトリックスと抽出溶媒の密接な接触が確保されます。
1.2 本方法は、有機化合物の予想濃度に基づき、二つの手順に分かれています。低濃度手順（11.3節）は、個々の有機成分の予想濃度が20 mg/kg以下の場合に適用され、より多量のサンプルを使用して三回連続で抽出します（低濃度ほど抽出が困難になります）。中／高濃度手順（11.4節）は、個々の有機成分の予想濃度が20 mg/kgを超える場合に適用され、より少量のサンプルを使用して一回抽出します。
1.3 分析前に、抽出液に何らかのクリーンアップ処理を行うことを強く推奨します（例：3600シリーズの方法を使用）。
1.4 最大の抽出効率を達成するためには、本方法（メーカーの指示を含む）を厳密に遵守することが極めて重要です。抽出手順の重要な点については11.0節を参照してください。具体的な操作設定についてはメーカーの指示を参照してください。
1.5 本方法では、分析対象物質の異なるグループに使用できる少なくとも三種類の抽出溶媒系を説明しています（7.4節を参照）。対象物質に対して十分な性能を実証できる場合は、他の溶媒系も使用できます。抽出溶媒の選択は分析対象物質によって異なり、すべての分析対象物質群に普遍的に適用できる単一の溶媒はありません。特に約10 μg/kg付近またはそれ以下の濃度における超音波抽出の効率に懸念があるため、分析者は、対象物質と対象濃度に対する特定の溶媒系および操作条件の性能を必ず実証しなければなりません。この実証は、本方法で具体的に列挙したものを含め、使用するすべての溶媒系に適用されます。少なくとも、清浄な参照マトリックスを用いて、方法3500に記載された初期能力実証を行う必要があります。方法8000には、このような実証、ならびにマトリックス添加試料および実験室管理試料の結果に対する性能基準の策定に使用できる手順が記載されています。
1.6 EPAは、低い十億分率（ppb）濃度およびそれ以下の有機リン系農薬について、超音波抽出の効率に関する公表データが限られていることを指摘しています。したがって、特にこれらの化合物に本方法を使用する場合は、上記および方法3500で説明したような性能データによって裏付けることが望まれます。
1.7 本方法を使用する前に、分析者は、品質管理手順、QC受入基準の策定、計算、および一般的な指針に関する追加情報を得るため、分析全体で使用する可能性のある各種手順の基本方法（例：方法3500、3600、5000、8000）を参照することが推奨されます。また、方法、装置、材料、試薬、用品の選択において意図されている柔軟性、および使用する技術が対象マトリックス中の対象物質と問題となる濃度に適していることを実証する分析者の責任については、マニュアル冒頭の免責事項と第二章の情報も参照することが望まれます。
さらに、分析者およびデータ利用者は、規則に明示的な規定がある場合を除き、連邦の試験要件に対応するためにSW-846の方法を使用する義務はないことに留意してください。本方法に含まれる情報は、意図する用途のデータ品質目標を満たす結果を得るために必要な判断を行う際に、分析者および規制対象者が使用する指針としてEPAが提供しています。
1.8 本方法の使用は、適切な経験と訓練を有する分析者、またはその監督下での使用に限定されます。各分析者は、本方法で許容可能な結果を得る能力を実証しなければなりません。前述のとおり、この実証は、分析対象物質と使用する溶媒系、ならびに低濃度および中／高濃度サンプルの手順ごとに行う必要があります。
複数サンプル用超音波処理装置「VialTweeter」 は、密封された複数のバイアルおよび試験管のサンプル前処理を同時に行うための装置です
2. 方法の概要
2.1 低濃度手順 – サンプルを無水硫酸ナトリウムと混合し、流動性のある粉末にします。この混合物を、超音波抽出によって溶媒で三回抽出します。減圧ろ過または遠心分離により、抽出液をサンプルから分離します。得られた抽出液は、最終濃縮、クリーンアップ、および／または分析に使用できます。
2.2 中／高濃度手順 – サンプルを無水硫酸ナトリウムと混合し、流動性のある粉末にします。これを、超音波抽出によって溶媒で一回抽出します。抽出液の一部を、クリーンアップおよび／または分析のために採取します。
3. 定義
本方法に関連する可能性のある定義については、第一章およびメーカーの指示を参照してください。
4. 妨害
4.1 溶媒、試薬、ガラス器具、およびその他のサンプル処理器具は、サンプル分析にアーティファクトおよび／または妨害を生じさせる可能性があります。これらすべての材料について、操作ブランクを分析し、分析条件下で妨害がないことを実証しなければなりません。
試薬の慎重な選択や、全ガラス製装置での蒸留による溶媒の精製が必要となる場合があります。品質管理手順に関する具体的な指針については使用する各方法を、ガラス器具の洗浄に関する一般的な指針については第四章を参照してください。
4.2 妨害は通常、分析対象物質に特有のものです。したがって、抽出時の妨害に関する具体的な指針については、方法3500および適切な定量分析方法を参照してください。
5. 安全性
本方法は、その使用に伴うすべての安全上の問題を扱うものではありません。実験室は、安全な作業環境を維持するとともに、本方法に記載された化学物質の安全な取り扱いに関するOSHA規則の最新情報をまとめた資料を維持する責任があります。これらの分析に関わるすべての担当者が、製品安全データシート（MSDS）の参照資料を利用できるようにしてください。
6. 装置および用品
本マニュアルにおける商標名または市販製品への言及は、例示のみを目的としており、EPAによる承認や、その製品のみの使用を推奨するものではありません。SW-846の方法に記載された製品および装置設定は、方法の開発時に使用されたもの、またはその後EPAが評価したものです。意図する用途に適した方法性能が実証され、文書化されている場合は、本マニュアルに列挙されていないガラス器具、試薬、用品、装置、および設定も使用できます。
本節には、一般的な実験室用ガラス器具（例：ビーカー、フラスコ）は列挙していません。
6.2 超音波前処理 – チタン製チップを備えたホーン型装置、または適切な性能を発揮する装置を使用しなければなりません。（例： UP200Ht または UP200St）
6.2.1 超音波破砕装置 – 破砕装置は、最低300ワットの出力とパルス動作機能を備えていなければなりません。キャビテーション音を低減するよう設計された装置を推奨します。低濃度および中／高濃度サンプルの抽出に向けた破砕装置の準備については、メーカーの指示に従ってください。（例： UP400S）
6.2.2 低濃度手順には3/4インチのホーンを使用し、中／高濃度手順には1/2インチのホーンに取り付けた1/8インチのテーパー型マイクロチップを使用してください。
6.3 防音ボックス – 聴覚障害を避けるため、防音筐体（例：防音ボックスSPB-L）の使用を推奨します。これにより、超音波処理中のキャビテーション騒音を大幅に低減できます。
その他の機器
6.4.1 乾燥オーブン – 105 degCを維持できるもの。
6.4.2 デシケーター。
6.4.3 るつぼ – 磁器製または使い捨てアルミニウム製。
6.5 パスツールピペット – 1-mL、ガラス製、使い捨て。
6.7 減圧または加圧ろ過装置
6.7.1 ブフナー漏斗
6.7.2 ろ紙
6.8 Kuderna-Danish（K-D）装置
6.8.1 濃縮管 – 10-mL、目盛り付き。抽出液の蒸発を防ぐため、すり合わせガラス栓を使用します。
6.8.2 蒸発フラスコ – 500-mL。ばね、クランプ、または同等品でフラスコを濃縮管に取り付けてください。
6.8.3 Snyderカラム – 三球式マクロ型。
6.8.4 Snyderカラム – 二球式ミクロ型。
6.8.5 ばね – 1/2インチ。
6.9 溶媒蒸気回収システム。
注：このガラス器具は、Kuderna-Danish蒸発濃縮装置を使用する濃縮手順において、溶媒回収を目的として推奨されます。揮発性有機物の大気排出を規制する連邦、州、または地方自治体の規則により、この装置の導入が義務付けられる場合があります。EPAは、排出削減プログラムを実施する手段として、この種の回収システムの導入を推奨しています。溶媒回収は、廃棄物の最小化および汚染防止の取り組みに適合するための手段です。
6.10 沸騰石 – 溶媒抽出済み、約10/40メッシュ（炭化ケイ素または同等品）。
6.11 水浴 – 加熱式、同心円リング状のふた付き、± 5 degCの温度制御が可能なもの。水浴はドラフト内で使用することが望まれます。
6.12 天秤 – 上皿式、0.01 g単位で正確に秤量できるもの。
6.13 バイアル – 2-mL、GCオートサンプラー用、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）ライナー付きスクリューキャップまたはクリンプキャップを備えたもの。
6.14 ガラス製シンチレーションバイアル – 20-mL、PTFEライナー付きスクリューキャップを備えたもの。
6.15 スパチュラ – ステンレス鋼製またはPTFE製。
6.16 乾燥カラム – 内径20-mmのホウケイ酸ガラス製クロマトグラフィーカラムで、底部にガラスウールを入れたもの。
注：ガラスフリット円板を備えたカラムは、高度に汚染された抽出液の乾燥に使用すると、除染が困難です。フリットのないカラムを購入できます。
吸着剤を保持するため、少量のガラスウールパッドを使用してください。カラムに吸着剤を充填する前に、ガラスウールパッドを50 mLのアセトンで予備洗浄し、続いて50 mLの溶出溶媒で洗浄してください。
6.17 窒素蒸発装置（任意） – N-Evap、12または24ポジション（Organomation Model 112または同等品）。
7. 試薬と標準物質
7.2 有機物を含まない試薬用水。本方法における水への言及はすべて、第一章で定義される、有機物を含まない試薬用水を指します。
7.3 硫酸ナトリウム（粒状、無水）、Na2SO4。浅いトレイで400 degC、4 hrs加熱するか、塩化メチレンで硫酸ナトリウムを予備洗浄して精製してください。塩化メチレンで予備洗浄する場合は、操作ブランクを分析し、硫酸ナトリウムによる妨害がないことを実証することが望まれます。
7.4 抽出溶媒
サンプルの抽出には、対象濃度において、サンプルマトリックスから対象物質を最適かつ再現性のある回収率で回収できる溶媒系を使用することが望まれます。抽出溶媒の選択は分析対象物質によって異なり、すべての分析対象物質群に普遍的に適用できる単一の溶媒はありません。本方法で具体的に列挙したものを含め、どの溶媒系を使用する場合でも、分析者は対象物質と対象濃度に対して十分な性能を実証しなければなりません。少なくとも、清浄な参照マトリックスを用いて、方法3500に記載された初期能力実証を行う必要があります。方法8000には、このような実証、ならびにマトリックス添加試料および実験室管理試料の結果に対する性能基準の策定に使用できる手順が記載されています。
以下に説明する溶媒系の多くは、アセトンなどの水と混和する溶媒と、塩化メチレンやヘキサンなどの水と混和しない溶媒の組み合わせを含みます。水と混和する溶媒の目的は、混合溶媒を固体粒子表面の水層に浸透させ、湿潤固体の抽出を促進することです。水と混和しない溶媒は、同程度の極性を持つ有機化合物を抽出します。そのため、PCBなどの非極性の分析対象物質にはヘキサンなどの非極性溶媒がよく使用され、極性のある分析対象物質には塩化メチレンなどの極性溶媒を使用できます。アセトンの極性も、混合溶媒系で極性のある分析対象物質を抽出するのに役立つ可能性があります。
表1には、各種抽出溶媒系を用いてNIST SRMから抽出した、選定された半揮発性有機化合物の回収データ例を示します。以下の各節では、分析対象物質の各分類に対する溶媒選択の指針を提供します。
すべての溶媒は、残留農薬分析用または同等の品質であることが望まれます。溶媒は使用前に脱気してもかまいません。
7.4.1 半揮発性有機物は、アセトン／ヘキサン（1:1, v/v CH3COCH3/C6H14）またはアセトン／塩化メチレン（1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2）で抽出できます。
7.4.2 有機塩素系農薬は、アセトン／ヘキサン（1:1, v/v CH3COCH3/C6H14）またはアセトン／塩化メチレン（1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2）で抽出できます。
7.4.3 PCBは、アセトン／ヘキサン（1:1, v/v CH3COCH3/C6H14）、アセトン／塩化メチレン（1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2）、またはヘキサン（C6H14）で抽出できます。
7.4.4 分析者が、サンプルマトリックス中の対象物質と対象濃度に対して十分な性能を実証できる場合は、他の溶媒系も使用できます（方法3500を参照）。
7.5 置換溶媒 – 一部の定量分析方法を使用する場合、抽出溶媒を、その定量分析方法で使用する装置に適合する溶媒に置換する必要があります。適切な置換溶媒の選択については、使用する定量分析方法を参照してください。すべての溶媒は、残留農薬分析用または同等の品質でなければなりません。置換溶媒の例を以下に示します。
7.5.1 ヘキサン、C6H14
7.5.2 2-Propanol、(CH3)2CHOH
7.5.3 シクロヘキサン、C6H12
7.5.4 アセトニトリル、CH3CN
7.5.5 メタノール、CH3OH
防音ボックスSPB-Lは、超音波処理中のキャビテーション騒音を大幅に低減します。
8. サンプルの採取、保存処置、および保管
8.1 第四章「有機分析対象物質」の導入資料、方法3500、および使用する個別の定量分析方法を参照してください。
8.2 本手順で抽出する固体サンプルは、半揮発性有機物を含む他の固体サンプルと同様に採取および保管することが望まれます。
9. 品質管理
9.2 初期能力実証
各実験室は、使用するサンプル前処理と定量分析方法の組み合わせごとに、清浄なマトリックス中の対象物質について、許容可能な真度と精度のデータを生成することで、初期能力を実証しなければなりません。また、新しい担当者を訓練した場合や、装置に重大な変更を加えた場合は、その都度、能力実証を繰り返さなければなりません。能力実証の実施方法については、方法8000を参照してください。
9.3 最初に、サンプルを処理する前に、分析者はサンプルおよび試薬に接触する装置のすべての部分に妨害がないことを実証することが望まれます。これは操作ブランクの分析によって行います。継続的な確認として、サンプルの抽出、クリーンアップ、分析を行うたびに、また試薬を変更した際には、実験室内の慢性的な汚染に対する予防措置として、操作ブランクを抽出し、対象化合物を分析することが望まれます。
9.4 操作ブランク、マトリックス添加試料、反復試料はすべて、実際のサンプルに使用するものと同じ分析手順（11.0節）で処理することが望まれます。
9.5 本方法では、適切な体系的計画文書および実験室のSOPに記載された標準的な品質保証の実務を適用することが望まれます。装置のすべての操作条件を記録することが望まれます。
9.6 抽出およびサンプル前処理の品質管理手順については方法3500も参照し、定量分析のQC手順については使用する定量分析方法も参照してください。
9.7 適切な定量分析方法に記載されている場合は、抽出前にすべてのサンプルにサロゲート標準物質を添加することが望まれます。詳細については、方法3500および8000、ならびに適切な定量分析方法を参照してください。
9.8 前述のとおり、超音波抽出を含むすべての抽出技術の使用は、サンプルマトリックス中の対象物質と対象濃度に対する特定の溶媒系および操作条件の性能を実証するデータによって裏付けることが望まれます。
10. 校正および標準化
本サンプル抽出手順に直接関連する校正または標準化の工程はありません。
11. 手順
1.4節で述べたとおり、超音波抽出は、土壌／固体に対する他の抽出方法ほど徹底的に抽出できない可能性があります。したがって、最大の抽出効率を達成するためには、本方法（メーカーの指示を含む）を厳密に遵守することが極めて重要です。本技術を適切に使用するためには、少なくとも以下の条件を満たしてください。
11.1 試料の取り扱い
11.1.2 廃棄物サンプル – 複数の相からなるサンプルは、抽出前に、第二章で説明する相分離手順で前処理しなければなりません。本抽出手順は固体のみを対象とします。
11.1.3 粉砕可能な乾燥廃棄物サンプル – 廃棄物を粉砕するか、他の方法で細分化し、1-mmのふるいを通過するか、1- mmの穴から押し出せるようにしてください。粉砕後に少なくとも10 gが得られるよう、十分な量のサンプルを粉砕装置に投入してください。
注意：実験室の汚染を避けるため、乾燥および粉砕はドラフト内で行うことが望まれます。
11.1.4 粉砕に適さない粘着性、繊維状、または油状の材料 – 抽出時の混合を可能にし、サンプル表面を最大限に露出させるため、これらの材料を切断、細断、または他の方法で小さくしてください。
11.2 乾燥重量百分率の測定 – サンプルの結果を乾燥重量基準で計算する場合は、分析定量用のサンプル部分と同時に、別のサンプル部分を秤量することが望まれます。
注意：乾燥オーブンはドラフト内に設置するか、排気設備を備えることが望まれます。高度に汚染された有害廃棄物サンプルは、実験室に著しい汚染を生じさせる可能性があります。
抽出するサンプル分取分を秤量した直後に、さらに5–10 gのサンプル分取分を、風袋重量を測定したるつぼに秤量してください。この分取分を105 degCで一晩乾燥してください。秤量前にデシケーター内で冷却してください。
乾燥重量百分率は、以下のとおり計算してください。
乾燥重量% = (乾燥サンプルのg / サンプルのg) x 100
このオーブン乾燥した分取分は抽出には使用せず、乾燥重量の測定後に適切に処分してください。
11.3 低濃度抽出手順
本手順は、有機分析対象物質の含有量が20 mg/kg以下と予想される固体サンプルに適用されます。
超音波処理前の手順
11.3.1 揮発性のより高い抽出対象物質の損失を避けるため、以下の工程は迅速に行うことが望まれます。
11.3.1.1 約30 gのサンプルを400-mLビーカーに秤量してください。重量を0.1 g単位で記録してください。
11.3.1.2 各バッチで添加用に選定したサンプルに、1.0 mLのマトリックス添加溶液を加えてください。マトリックス添加化合物と濃度の適切な選択に関する指針については、方法3500を参照してください。11.3節の注も参照してください。
11.3.1.3 すべてのサンプル、添加サンプル、QCサンプル、およびブランクに、1.0 mLのサロゲート標準溶液を加えてください。サロゲート化合物と濃度の適切な選択に関する指針については、方法3500を参照してください。11.3節の注も参照してください。
11.3.1.4 ゲル浸透クリーンアップ（方法3640を参照）を使用する場合、分析者は、GPCカラムへの導入によって抽出液の半分が失われることを補うため、サロゲート添加溶液（および該当する場合はマトリックス添加溶液）を二倍量添加するか、最終抽出液を通常の半分の体積まで濃縮することが望まれます。11.3節の注も参照してください。
11.3.1.5 流動性のある砂状の性状を持たない非多孔質または湿潤サンプル（粘着性または粘土状）は、スパチュラを用いて60 gの無水硫酸ナトリウムと混合しなければなりません。必要に応じて、さらに硫酸ナトリウムを加えてもかまいません。硫酸ナトリウムを添加した後、サンプルは流動性を有する状態になっていることが望まれます。11.3節の注も参照してください。
11.3.1.6 直ちに100 mLの抽出溶媒または混合溶媒を加えてください（溶媒の選択については7.4節および表2を参照）。
11.3.2 3/4インチ破砕用ホーンの先端底面を、溶媒表面から約1/2インチ下、ただし底質層より上に配置してください。
注：超音波ホーン／ソノトロードがメーカーの指示に従って適切に取り付けられていることを必ず確認してください。
11.3.3 出力制御を100%（全出力）またはメーカー推奨の出力設定にし、モードスイッチをPulse（連続的なエネルギーではなくパルス状のエネルギー）に、デューティサイクルを50%（時間の50%でエネルギーがオン、50%でオフ）に設定して、サンプルを3 min超音波抽出してください。マイクロチッププローブは使用しないでください。
11.3.4 抽出液を傾瀉し、清浄な500-mLろ過フラスコに取り付けたブフナー漏斗内のろ紙（例：Whatman No. 41または同等品）でろ過してください。あるいは、抽出液を遠心分離ボトルに傾瀉し、低速で遠心分離して粒子を除去してください。
11.3.5 清浄な溶媒100-mLを新たに二回使用して、抽出をさらに二回繰り返してください。各超音波抽出後に溶媒を傾瀉してください。最後の超音波抽出後、サンプル全量をブフナー漏斗に注ぎ、抽出溶媒でビーカーをすすぎ、そのすすぎ液を漏斗に加えてください。
超音波処理後の手順
11.3.6 必要に応じて、分析前に11.5節の手順に従って抽出液を濃縮してください。それ以外の場合は、11.7節に進んでください。
サンプルの超音波処理用マイクロチップを備えたUP200St
11.4 中／高濃度抽出手順
本手順は、有機分析対象物質の含有量が20 mg/kgを超えると予想される固体サンプルに適用されます。
超音波処理前の手順
11.4.2 各バッチで添加用に選定したサンプルに、1.0 mLのマトリックス添加溶液を加えてください。マトリックス添加化合物と濃度の適切な選択に関する指針については、方法3500を参照してください。11.3節の注も参照してください。
11.4.3 すべてのサンプル、添加サンプル、QCサンプル、およびブランクに、1.0 mLのサロゲート添加溶液を加えてください。マトリックス添加化合物と濃度の適切な選択に関する指針については、方法3500を参照してください。11.3節の注も参照してください。
11.4.4 ゲル浸透クリーンアップ（方法3640を参照）を使用する場合、分析者は、GPCカラムへの導入によって抽出液の半分が失われることを補うため、サロゲート添加溶液（および該当する場合はマトリックス添加溶液）を二倍量添加するか、最終抽出液を通常の半分の体積まで濃縮することが望まれます。
11.4.5 流動性のある砂状の性状を持たない非多孔質または湿潤サンプル（粘着性または粘土状）は、スパチュラを用いて2 gの無水硫酸ナトリウムと混合しなければなりません。必要に応じて、さらに硫酸ナトリウムを加えてもかまいません。硫酸ナトリウムを添加した後、サンプルは流動性を有する状態になっていることが望まれます（11.3節の注を参照）。
11.4.6 添加したサロゲートおよびマトリックス添加溶液の体積を考慮し、最終体積を10.0 mLにするために必要な量の溶媒を直ちに加えてください（溶媒の選択については7.4節および表2を参照）。
11.4.7 1/8インチのテーパー型マイクロチップ超音波プローブを使用し、出力制御設定を5、モードスイッチをパルス、デューティサイクルを50%に設定して、サンプルを2 min抽出してください。
11.4.8 使い捨てパスツールピペットに、ガラスウールを2–3 cmの長さで緩く詰めてください。サンプル抽出液をガラスウールでろ過し、適切な容器に回収してください。サンプルから抽出溶媒10 mLの全量を回収することはできません。したがって、分析者は、使用する定量分析方法の感度に適した量を回収してください。例えば、抽出液をさらに濃縮する必要のない方法（例：方法8081では通常、最終抽出液体積を10 mLとします）では、抽出液をシンチレーションバイアルまたは他の密閉可能な容器に回収できます。さらに濃縮する必要がある抽出液については、最終サンプル結果の計算を簡単にするため、そのようなすべてのサンプルで一定の体積を回収することを推奨します。例えば、清浄な濃縮管に5.0 mLの抽出液を回収してください。この体積は、元のサンプル抽出液の全体積のちょうど半分に相当します。必要に応じて、最終サンプルの計算で抽出液の半分の「損失」を考慮するか、損失を補うために最終抽出液を規定の最終体積の半分まで濃縮してください（例：1.0 mLに対して0.5 mL）。
11.4.9 必要に応じて、分析前に11.5節または11.6節の手順に従って抽出液を濃縮してください。それ以外の場合は、11.7節に進んでください。
濃縮法
感度基準を満たすために必要な場合は、低濃度または中／高濃度抽出手順で得られたサンプル抽出液を、K-D法または窒素蒸発法を用いて、使用する定量分析方法および具体的な用途に必要な最終体積まで濃縮できます。
11.5.1 適切なサイズの蒸発フラスコに10-mL濃縮管を取り付け、Kuderna-Danish（K-D）濃縮装置を組み立ててください。
11.5.2 約10 gの無水硫酸ナトリウムを含む乾燥カラムに抽出液を通して脱水してください。脱水した抽出液をK-D濃縮装置に回収してください。
11.5.3 定量的に移すため、追加の20-mLの溶媒で回収管および乾燥カラムをすすぎ、すすぎ液をK-Dフラスコに入れてください。
11.5.4 清浄な沸騰石を一個または二個フラスコに入れ、三球式Snyderカラムを取り付けてください。メーカーの指示に従って、溶媒蒸気回収用ガラス器具（冷却器および回収装置、6.9節を参照）をK-D装置のSnyderカラムに取り付けてください。カラム上部に約1 mLの塩化メチレン（または他の適切な溶媒）を加え、Snyderカラムをあらかじめ湿らせてください。濃縮管の一部が温水に浸かり、フラスコ下部の丸い表面全体が高温の蒸気にさらされるよう、K-D装置を温水浴（溶媒の沸点より15–20 EC高い温度）に置いてください。10–20 minで濃縮が完了するよう、必要に応じて装置の上下位置および水温を調整してください。適切な蒸留速度では、カラムの球が活発にカタカタと動きますが、各室が液で満たされることはありません。見かけの液体体積が1 mLに達したら、K-D装置を水浴から取り出し、少なくとも10 min、液が流れ落ちるのを待ちながら冷却してください。
注意：一部の分析対象物質が著しく失われるため、抽出液を蒸発乾固させないでください。有機リン系農薬は、特にこのような損失を受けやすい物質です。
11.5.4.1 溶媒置換が必要な場合（表2または適切な定量分析方法に示されている場合）は、Snyderカラムを一時的に取り外し、50 mLの置換溶媒と新しい沸騰石を加えてください。
11.5.4.2 Snyderカラムを再度取り付けてください。適切な蒸留速度を維持するため、必要に応じて水浴の温度を上げながら抽出液を濃縮してください。
11.5.5 Snyderカラムを取り外してください。1–2 mLの溶媒でK-DフラスコおよびSnyderカラムの下部接合部をすすぎ、すすぎ液を濃縮管に入れてください。抽出液は、11.6節に概説する方法のいずれかでさらに濃縮するか、適切な溶媒を用いて最終体積を5.0–10.0 mLに調整できます（表2または適切な定量分析方法を参照）。硫黄結晶が存在する場合は、方法3660に進み、クリーンアップを行ってください。
11.6 さらに濃縮が必要な場合は、ミクロSnyderカラム法（11.6.1節を参照）または窒素蒸発法（11.6.2節を参照）のいずれかを使用してください。
11.6.1 ミクロSnyderカラム法
11.6.1.1 新しい清浄な沸騰石を濃縮管に入れ、二球式ミクロSnyderカラムを濃縮管に直接取り付けてください。メーカーの指示に従って、溶媒蒸気回収用ガラス器具（冷却器および回収装置）をK-D装置のミクロSnyderカラムに取り付けてください。カラム上部に0.5 mLの塩化メチレンまたは置換溶媒を加え、Snyderカラムをあらかじめ湿らせてください。濃縮管の一部が温水に浸かるよう、ミクロ濃縮装置を温水浴に置いてください。5–10 minで濃縮が完了するよう、必要に応じて装置の上下位置および水温を調整してください。適切な蒸留速度では、カラムの球が活発にカタカタと動きますが、各室が液で満たされることはありません。
11.6.1.2 見かけの液体体積が0.5 mLに達したら、装置を水浴から取り出し、少なくとも10 min、液が流れ落ちるのを待ちながら冷却してください。Snyderカラムを取り外し、0.2 mLの溶媒で下部接合部をすすぎ、すすぎ液を濃縮管に入れてください。最終抽出液体積を1.0–2.0 mLに調整してください。
注意：一部の分析対象物質が著しく失われるため、抽出液を蒸発乾固させないでください。有機リン系農薬は、特にこのような損失を受けやすい物質です。
11.6.2 窒素蒸発法
11.6.2.1 濃縮管を温浴（30 degC）に置き、清浄で乾燥した窒素（活性炭カラムでろ過したもの）を穏やかに流して、溶媒体積が0.5 mLになるまで蒸発させてください。
注意：フタル酸エステルによる妨害を生じさせる可能性があるため、活性炭トラップとサンプルの間に新品のプラスチックチューブを使用してはなりません。
11.6.2.2 濃縮中に、溶媒で濃縮管の内壁を数回すすぎ流してください。蒸発中は、凝縮した水が抽出液に入らないように濃縮管を配置してください。通常の手順では、抽出液を乾固させてはなりません。
注意：一部の分析対象物質が著しく失われるため、抽出液を蒸発乾固させないでください。有機リン系農薬は、特にこのような損失を受けやすい物質です。
11.7 これで抽出液にクリーンアップ処理を行うか、適切な定量分析技術を用いて対象物質を分析できます。抽出液の次の処理を直ちに行わない場合は、濃縮管に栓をして冷蔵庫に保管してください。抽出液を2日を超えて保管する場合は、PTFEライナー付きスクリューキャップを備えたバイアルに移し、適切にラベルを付けることが望まれます。
12. データ分析および計算
本抽出手順に明示的に関連する計算はありません。最終サンプル結果の計算については、適切な定量分析方法を参照してください。
13. 分析法の性能
14. 汚染防止
14.1 汚染防止には、発生源における廃棄物の量および／または毒性を低減または除去するあらゆる技術が含まれます。実験室の運営には、汚染防止の機会が数多くあります。EPAは、汚染防止を最優先の管理手段とする、環境管理技術の優先順位を定めています。実施可能な場合は、実験室の担当者が廃棄物の発生に対処するために汚染防止技術を使用することが望まれます。発生源での廃棄物削減が実行困難な場合、EPAは次善の選択肢としてリサイクルを推奨しています。
14.2 実験室および研究機関に適用できる可能性のある汚染防止に関する情報については、米国化学会の政府関係・科学政策部門から入手できるLess is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reductionを参照してください。所在地：1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036、https://www.acs.org.
15. 廃棄物管理
文献／参考資料
- 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.
知っておきたい情報
超音波組織ホモジナイザーは、プローブ式超音波処理装置、超音波溶解装置、超音波破砕装置、超音波粉砕機、ソノラプター、ソニファイアー、ソニックディスメンブレーター、細胞破砕装置、超音波分散装置、または超音波溶解装置とも呼ばれます。これらの異なる呼称は、超音波処理で実現できるさまざまな用途に由来します。
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