VialTweeter – sonoreaktors mikroelementu ekstrakcijai no augsnes

Lai uzraudzītu augsnes veselību un piesārņojumu, piesārņotāji, piemēram, mikroelementi, ir jāekstrahē un jānosaka to daudzums. VialTweeter ievērojami atvieglo ekstrakciju pirms analīzes laboratorijas darba procesos. Mikroelementu ekstrakcija no augsnes paraugiem ir lielisks piemērs, kas parāda VialTweeter efektivitāti un uzticamību ekstrakcijas rezultātu uzlabošanā.

Mikroelementu ekstrakcija no augsnes paraugiem

Mikroelementu ekstrakcija no augsnes ir būtisks analītiskais posms vides monitoringā, ģeoķīmiskajos pētījumos un lauksaimnieciskajos novērtējumos. Tradicionālās metodes, tostarp mineralizācija ar skābēm, mikroekstrakcija un ekstrakcija ar mikroviļņu palīdzību, bieži ir laikietilpīgas, prasa lielu reaģentu patēriņu un/vai ir videi bīstamas.
VialTweeter, lieljaudas ultraskaņas sonoreaktors, ir pārāka alternatīva, kas nodrošina augstāku ekstrakcijas efektivitāti, īsāku apstrādes laiku un minimālu reaģentu patēriņu. Šī jaunā pieeja ievērojami uzlabo mikroelementu atgūšanu no augsnes matricām, nodrošinot precīzākus un reproducējamākus rezultātus un vienlaikus ievērojot zaļās analītiskās ķīmijas principus.

Mikroelementu ekstrakcija no augsnes ar vairāku mēģeņu ultraskaņas apstrādes ierīci VialTweeter

Carretero-Peña un līdzautori (2021) veica pētījumu, kurā pierādīja, ka VialTweeter ir ļoti efektīvs līdzeklis mikroelementu ekstrakcijai no augsnes. Tālāk izklāstīta būtiskākā informācija par viņu pētījumu un tā galvenie secinājumi.

Ultraskaņas ekstrakcija ar VialTweeter:
1,5 mL Eppendorf mēģenēs iesver 4,0–7,5 mg augsnes. Pievieno noteiktu HNO₃ šķīduma tilpumu (0,60–1,5 mL), un mēģenes noslēdz pirms ievietošanas VialTweeter sonoreaktorā. Paraugus pakļauj ultraskaņas ekstrakcijai istabas temperatūrā 450 sek. Pēc apstrādes ar ultraskaņu tos centrifugē ar 3500 apgr./min 10 minūtes. Daļu supernatanta ar mikropipeti pārnes 10 mL kolbā, kur to atšķaida ar 5,0% HNO₃. Pirms analīzes pievieno germānija (Ge IV) iekšējo standartu, lai iegūtu galīgo koncentrāciju 10 ng/mL.
Ilgums ar VialTweeter: 450 sekundes
 

Augsnes paraugu mineralizācija ar skābēm:
50 mg augsnes apstrādā ar 2,5 mL HNO₃ un 5,0 mL HF slēgtos Teflon mineralizācijas traukos 90°C temperatūrā 8 stundas. Pēc tam traukus atver un pievieno 2,5 mL HClO₄, pirms maisījumu uz sildvirsmas iztvaicē līdz sausam atlikumam 200°C temperatūrā. Pēc tam pievieno 1,0 mL HNO₃ un atkal iztvaicē. Pēdējā posmā atlikumu izšķīdina 2,5 mL HNO₃, šķīdumu pārnes 50 mL mērkolbā un ar īpaši tīru ūdeni uzpilda līdz atzīmei. Pievieno indija (In III) un itrija (Y III) iekšējos standartus (50 μL šķīduma ar koncentrāciju 10 mg/L), lai nodrošinātu turpmākās elementanalīzes precizitāti.
Mineralizācijas ar skābēm ilgums: 8 stundas
 

Ekstrakcijas apstākļu optimizācija

Pētnieki pārbaudīja dažādus ekstrakcijas apstākļus, lai no augsnes paraugiem iegūtu maksimālo mikroelementu daudzumu. Šie apstākļi maksimāli palielina mikroelementu atgūšanu, vienlaikus samazinot skābju izmantošanu līdz minimumam un saīsinot kopējo ekstrakcijas laiku salīdzinājumā ar tradicionālajām mineralizācijas metodēm.

Ekstrakcijas efektivitātes salīdzinājums: VialTweeter un mineralizācija ar skābēm

Minerālelementu ekstrakcijas iznākumu salīdzinošais novērtējums attiecībā pret references paraugiem, kas ekstrahēti, izmantojot mineralizāciju ar skābēm, izceļ vairāku mēģeņu ultraskaņas apstrādes ierīces VialTweeter izcilo efektivitāti un uzticamību.

Ekstrakcijas efektivitāte, kas pārsniedz 100%, nozīmē, ka konkrētā elementa daudzums, kas ekstrahēts no parauga, pārsniedz sagaidāmo vai references vērtību.

Izmantojot VialTweeter, efektīva vielu ekstrakcija no paraugiem ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu atvieglo ikdienas darba procesu analītiskajās laboratorijās.

1. Ātrāka ekstrakcija – Krasi saīsina laiku no stundām līdz minūtēm.
2. Minimāls paraugu piesārņojums – Noslēgto flakonu konstrukcija novērš piesārņojumu no gaisa vai savstarpēju piesārņošanos.
3. Augsta reproducējamība – Vienmērīgs enerģijas sadalījums starp flakoniem novērš mainīgumu.
4. Videi draudzīgs – Samazina skābju patēriņu un bīstamo atkritumu daudzumu.
5. Mērogojams un ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu – Piemērots ātras izpildes vides monitoringa programmām.

VialTweeter sonoreaktors

Ekstrakcijas ar ultraskaņas palīdzību (UAE) mehānisms

VialTweeter sonoreaktora darbības princips ir spēcīga ultraskaņas kavitācija – fizikāla parādība, kas šķidrā vidē lokāli rada lielus bīdes spēkus un spiediena starpības. Šī parādība veicina augsnes daļiņu sašķelšanu un palielina metālu jonu izskalošanas efektivitāti ekstrakcijas šķīdinātājā.

Galvenās ultraskaņas kavitācijas priekšrocības ekstrakcijā no augsnes:

• Uzlabota matricas sagraušana: kavitācijas radītās mikrostrūklas uzlabo šķīdinātāja iekļūšanu augsnes daļiņās.
• Samazināts daļiņu izmērs: mehāniskie spēki sašķeļ agregātus, atsedzot lielāku virsmas laukumu minerālelementu ekstrakcijai.
• Paātrināta reakciju kinētika: ātrāka metālu mikroelementu desorbcija un izšķīšana šķīdumā.
• Līdz minimumam samazināta reaģentu izmantošana: skābes koncentrācijas samazināšana mazina ietekmi uz vidi, nepasliktinot ekstrakcijas efektivitāti.

VialTweeter konfigurācija un konstrukcija

VialTweeter sistēma sastāv no titāna bloka ar 10 ligzdām flakoniem, kas nodrošina vienmērīgu ultraskaņas enerģijas sadalījumu. To darbina 200 vatu ultraskaņas ģenerators ar 26 kHz frekvenci, un tā nodod vienādu enerģijas daudzumu katram paraugam, nodrošinot vienmērīgu un reproducējamu ekstrakciju vairākos flakonos vienlaikus.

Galvenās īpašības:

• Vienmērīga lieljaudas apstrāde ar ultraskaņu paraugu partiju apstrādei.
• Savstarpējas piesārņošanās novēršana, pateicoties flakonu izolācijai.
• Minimāls paraugu zudums noslēgtos reakcijas traukos.
• Mērogojamība vides monitoringam ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu.

VialTweeter ir pieejams arī kā vienas mēģenes ultraskaņas apstrādes ierīces modelis uzticamai paraugu sagatavošanai Falcon mēģenēs. Uzziniet vairāk par pielāgoto vienas mēģenes modeli Falcon mēģeņu apstrādei ar ultraskaņu sterilos apstākļos!

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte

Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces ir plaši pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un konstrukcijas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes ierīces viegli integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīcēm ar vismodernākajām tehnoloģijām un lietošanas ērtumu. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces atbilst CE, kā arī UL, CSA un RoHs prasībām.

Hielscher bezkontakta ultraskaņas apstrādes ierīču modeļi UIP400MTP mikroplatēm, VialTweeter un CupHorn: ātra paraugu sagatavošana ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu