Augsnes paraugu apstrāde ar ultraskaņu vides analīzei

Sonikatori ievērojami atvieglo augsnes paraugu sagatavošanu, kas ir būtisks vides analīzes posms. Ņemot vērā augsnes matricu neviendabīgumu un bieži vien arī nepakļāvību, ir svarīgi izveidot efektīvu un reproducējamu metodi. Sonikācija palīdz ekstrahēt molekulas saudzīgā, bet ļoti efektīvā veidā. – ļauj iegūt stabilus un reproducējamus analīžu rezultātus. Augsnes paraugu apstrāde ar ultraskaņu ir kļuvusi par spēcīgu instrumentu vides un lauksaimniecības analīzēs, piedāvājot ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm ekstrakcijas iznākuma, ātruma, mazāka šķīdinātāju patēriņa un analītisko rezultātu ziņā.

Ultraskaņas ekstrakcija vides analīzē

Ultraskaņas ekstrakcija (UAE), izmantojot augstas veiktspējas zondes tipa sonikatorus, ir pierādījusi izcilas spējas dezagregēt sarežģītas cietās matricas un atbrīvot saistītās analizējamās vielas. Hielscher Ultrasonics ir kļuvusi par vēlamo izvēli gan laboratorijas, gan lauka apstākļos, pateicoties tās ultraskaņas homogenizatoru uzticamībai, noskaņojamībai un enerģijas blīvumam. Šīs sistēmas ir īpaši piemērotas augsnes paraugu sagatavošanai pirms kvantitatīvās analīzes, pievēršoties plašam piesārņotāju spektram, tostarp smagajiem metāliem, noturīgiem organiskajiem piesārņotājiem (POP) un daļēji gaistošiem organiskajiem savienojumiem (SVOC).

Ultraskaņas apstrāde – Uzticama mikroelementu un piesārņotāju ekstrakcija no augsnes

Ultraskaņas izmantošana ir ārkārtīgi efektīvs paņēmiens, lai atbrīvotos no mikroelementiem un savienojumiem, kas adsorbēti augsnes minerālajās un organiskajās frakcijās. Tas ir iemesls, kāpēc sonikāciju parasti izmanto kā pirmapstrādes posmu elementu analīzēm ar gāzu hromatogrāfiju (GC), induktīvi saistītās plazmas masspektrometriju (ICP-MS) vai atomu absorbcijas spektroskopiju (AAS), jo ultraskaņas ekstrakcija nodrošina homogenizētus, no daļiņām brīvus ekstraktus, kas piemēroti precīzai kvantitatīvai noteikšanai. Šī metode ir pilnībā saderīga ar EPA 3550C metodi, kas ir standartizēts protokols pusgaistošu organisko vielu ekstrakcijai ar ultraskaņu no cietām vielām, piemēram, augsnes, nogulumiem un dūņām.

Papildus elementu analīzei ultraskaņas ekstrakciju izmanto arī hidrofobu organisko piesārņotāju, tostarp policiklisko aromātisko ogļūdeņražu (PAO), polihlorbifenilu (PCB), dioksīnu un dažādu pesticīdu klases, noteikšanai. Tradicionālās metodes, piemēram, Soksleta ekstrakcija, lai gan ir izturīgas, ir darbietilpīgas un laikietilpīgas. Turpretī ekstrakcija ar ultraskaņu ievērojami saīsina apstrādes laiku no vairākām stundām līdz dažām minūtēm. Tajā pašā laikā sonikācija nodrošina salīdzināmu vai augstāku reģenerācijas līmeni. Tā arī samazina labilo savienojumu termisko degradāciju, kas ir bieži sastopama problēma, izmantojot augstas temperatūras metodes.

Protokols: Augsnes paraugu sagatavošana TEM-EDX analīzei

Šo protokolu izstrādāja Shrivastava et al. (2019), un tas demonstrē bezkontakta sonikatora modeļa VialTweeter izmantošanu vienkāršai un uzticamai augsnes paraugu sagatavošanai TEM-EDX analīzei.

Materiāli un reaģenti

• Pulverveida augsnes paraugs (20 mg)
• 0.2% nātrija dodecilsulfāta (SDS) šķīdums
• Īpaši tīrs (īpaši augstas kvalitātes, UHQ) ūdens
• VialTweeter ultrasonikators
• Poli-L-lizīna (PLL) funkcionalizēti ar oglekli pārklāti vara TEM režģi
  Parafilm®
• Alumīnija (Al) konusi, saderīgi ar 2 ml Eppendorf mēģenēm
• Standarta 2 ml Eppendorf centrifūgas mēģenes
• Izvēršamā rotora centrifūga
• Pipetes un sterili uzgaļi

Procedūru

1. Augsnes dispersija
   • Nosver 20 mg pulverveida augsnes.
   • Izšķīdiniet augsni 100 ml 0,2% SDS šķīduma.
   • Rūpīgi samaisiet, lai nodrošinātu pilnīgu daļiņu suspensiju.
2. Atšķaidīšanas
   • Atšķaidiet suspensiju 1:10 ar īpaši augstas kvalitātes (UHQ) ūdeni.
   • Viegli samaisiet, lai iegūtu viendabīgu atšķaidītu paraugu.
3. Ultraskaņas dispersija
   • 1 ml atšķaidītās augsnes suspensijas pārnesiet piemērotā flakonā.
   • Parauga sonikācija izmantojot bezkontakta sonikatoru VialTweeter. 1 minūti, lai augsnes daļiņas sadalītos un veicinātu vienmērīgu dispersiju.
4. Režģa sagatavošana centrifugēšanai
   • Uzlieciet ar poli-L-lizīnu funkcionējošus ar oglekli pārklātus vara TEM režģus uz īpaši tam paredzētiem alumīnija konusiem.
   • Pārklājiet konusus ar plānu Parafilm® slāni, lai stabilizētu režģus.
   • Ievietojiet konusus ar uzstādītiem režģiem 2 ml Eppendorf mēģenēs.
5. Parauga ielādēšana un centrifugēšana
   • Katrā sagatavotajā Eppendorfa mēģenē uzmanīgi ar pipeti iepiliniet 1 ml sonicētās augsnes suspensijas, nodrošinot, ka suspensija pilnībā pārklāj TEM režģi.
   • Ievietojiet mēģenes centrifūgā ar grozāmo rotoru.
   • Centrifugējiet 1 stundu istabas temperatūrā ar 14 000 × g, lai nogulsnētu augsnes daļiņas uz TEM režģa.
6. Apstrāde pēc centrifugēšanas
   • Pēc centrifugēšanas uzmanīgi noņemiet TEM režģus no konusiem.
   • Ja režģi netiek izmantoti uzreiz, ļaujiet tiem izžūt apkārtējā vidē bez putekļiem.
7. Elektronmikroskopija
   • Analizējiet sagatavotos TEM režģus, izmantojot specializētu skenējošu transmisijas elektronu mikroskopu (STEM), kas aprīkots ar enerģijas dispersijas rentgena spektroskopiju (EDX) elementu raksturošanai.

Hielscher zondes tipa un bezkontakta sonikatori augsnes paraugu sagatavošanai

Hielscher Ultrasonics piedāvā gan zondes tipa, gan bezkontakta (piemēram, VialTweeter, UIP400MTP) sonikatorus, kas optimizēti augsnes paraugu sagatavošanas prasībām pētniecībā un vides analīzē. Zondes tipa sonikatori piegādā augstas intensitātes akustisko enerģiju tieši paraugā, ļaujot efektīvi ekstrahēt mikroelementus, smagos metālus un organiskos piesārņotājus no sarežģītām augsnes matricām. Šīs sistēmas ir ideāli piemērotas protokoliem, kuros nepieciešama intensīva homogenizācija vai ekstrakcija ar šķīdinātāja palīdzību. Hielscher bezkontakta modeļi, piemēram, daudzcauruļu sonikators VialTweeter vai mikroplatīšu sonikators UIP400MTP, nodrošina vienlaicīgu, no piesārņojuma brīvu vairāku aizzīmogotu flakonu vai vairāku iedobju plašu apstrādi, padarot tos ļoti piemērotus standartizētām darba plūsmām, paralēlai analīzei un jutīgiem lietojumiem, kas saistīti ar analītiskām vielām, kuras atrodas pēdās.
Gan zondes tipa, gan bezkontakta sonikatori nodrošina ātru, reproducējamu un mērogojamu paraugu sagatavošanu, kas atbilst analītiskajām prasībām vides zinātnē un ģeohēmijā.
Hielscher sonikatoru galvenā priekšrocība ir to konfigurējamība. Iespēja precīzi regulēt amplitūdu, impulsu režīmu (cikla režīms) un apstrādes apjomu ļauj izstrādāt pielāgotus protokolus dažādiem augsnes tipiem un analizējamo vielu klasēm. Programmējamie iestatījumi un automātiskā datu protokolēšana atvieglo stabilu un reproducējamu rezultātu iegūšanu. Iespēja integrēt Hielscher sonikatorus ar automatizētām sistēmām, miniatūriem sensoriem un reāllaika datu ieguves platformām samazina darba apjomu un uzlabo paraugu apstrādi. To robustums un savietojamība ar plūsmas šūnām ļauj arī palielināt to mērogošanas iespējas augstas veiktspējas laboratorijām un rūpnieciskās uzraudzības lietojumiem.
 

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu laboratorijas lieluma ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Hielscher vairāku paraugu sonikatoru modeļi UIP400MTP mikroplatēm, VialTweeter un Cuphorn: ātrdarbīga un augstas veiktspējas paraugu sagatavošana

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.