EPA3550 Ghid de extracție cu ultrasunete
Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție ecologică, ecologică, care poate fi aplicată la probe mici de laborator, precum și pentru extracția compușilor valoroși la scară de producție comercială. Agenția Statelor Unite pentru Protecția Mediului (EPA) recomandă o varietate de metodologii de testare a chimiei analitice și a caracteristicilor, eșantionarea și monitorizarea mediului, precum și asigurarea calității pentru a sprijini Legea privind conservarea și recuperarea resurselor (RCRA). Pentru extracția asistată de ultrasunete, EPA a publicat următoarele orientări:
METODA 3550C – extracție cu ultrasunete
1. Domeniu de aplicare și aplicare
În plus, metodele SW-846, cu excepția utilizării metodei necesare pentru analiza parametrilor definiți prin metodă, sunt destinate să fie metode orientative care conțin informații generale privind modul de efectuare a unei proceduri analitice sau a unei tehnici pe care un laborator o poate utiliza ca punct de plecare de bază pentru generarea propriei proceduri standard de operare (SOP) detaliate, fie pentru uz general, fie pentru o aplicație specifică a proiectului. Datele de performanță incluse în această metodă au doar scop orientativ și nu sunt destinate și nu trebuie să fie utilizate drept criterii absolute de acceptare a CC în scopul acreditării laboratoarelor.
1.1 Această metodă descrie o procedură de extragere a compușilor organici nevolatili și semivolatili din solide, cum ar fi solurile, nămolurile și deșeurile. Procesul cu ultrasunete asigură contactul intim al matricei probei cu solventul de extracție.
1.2 Această metodă este împărțită în două proceduri, pe baza concentrației preconizate de compuși organici. Procedura cu concentrație scăzută (secțiunea 11.3) se aplică componentelor organice individuale preconizate la o concentrație mai mică sau egală cu 20 mg/kg și utilizează dimensiunea mai mare a probei și trei extracții în serie (concentrațiile mai mici sunt mai dificil de extras). Procedura cu concentrație medie/ridicată (secțiunea 11.4) se aplică componenților organici individuali preconizați la o concentrație mai mare de 20 mg/kg și utilizează proba mai mică și o singură extracție.
1.3 Este foarte recomandat ca extractele să fie supuse unei forme de curățare (de exemplu, folosind o metodă din seria 3600) înainte de analiză.
1.4 Este esențial ca metoda (inclusiv instrucțiunile producătorului) să fie urmată în mod explicit, pentru a obține eficiența maximă de extracție. A se vedea secțiunea 11.0 pentru o discuție privind aspectele critice ale procedurii de extracție. Consultați instrucțiunile producătorului cu privire la setările operaționale specifice.
1.5 Această metodă descrie cel puțin trei sisteme de solvenți de extracție care pot fi utilizate pentru diferite grupe de analiți (a se vedea punctul 7.4). Se pot utiliza și alte sisteme cu solvenți, cu condiția să se poată demonstra performanțe adecvate pentru analiții interesați. Alegerea solventului de extracție depinde de analiții de interes și nici un singur solvent nu este universal aplicabil tuturor grupelor de analiți. Ca urmare a preocupărilor cu privire la eficiența extracției cu ultrasunete, în special la concentrații apropiate sau sub aproximativ 10 μg / kg, este imperativ ca analistul să demonstreze performanța sistemului specific de solvenți și condițiile de funcționare pentru analiții de interes și concentrațiile de interes. Această demonstrație se aplică oricărui sistem de solvenți utilizat, inclusiv celor enumerați în mod specific în această metodă. O astfel de demonstrație va cuprinde cel puțin demonstrația inițială a competenței descrisă în metoda 3500, utilizând o matrice de referință curată. Metoda 8000 descrie procedurile care pot fi utilizate pentru a dezvolta criterii de performanță pentru astfel de demonstrații, precum și pentru rezultatele probei de control matrice și de laborator.
1.6 EPA constată că există date limitate publicate privind eficiența extracției cu ultrasunete în ceea ce privește pesticidele organofosforice la concentrații scăzute de o parte pe miliard (ppb) și mai jos. Prin urmare, utilizarea acestei metode în special pentru acești compuși ar trebui să fie susținută de date de performanță, cum ar fi cele discutate mai sus și în metoda 3500.
1.7 Înainte de a utiliza această metodă, analiștii sunt sfătuiți să consulte metoda de bază pentru fiecare tip de procedură care poate fi utilizată în analiza globală (de exemplu, metodele 3500, 3600, 5000 și 8000) pentru informații suplimentare privind procedurile de control al calității, elaborarea criteriilor de acceptare a QC, calculele și îndrumările generale. Analiștii ar trebui, de asemenea, să consulte declarația de declinare a responsabilității de la începutul manualului și informațiile din capitolul doi pentru îndrumări privind flexibilitatea avută în vedere în alegerea metodelor, aparatelor, materialelor, reactivilor și furniturilor, precum și privind responsabilitățile analistului pentru a demonstra că tehnicile utilizate sunt adecvate pentru analiții de interes, în matricea de interes, și la nivelurile de îngrijorare.
În plus, analiștii și utilizatorii de date sunt informați că, cu excepția cazului în care se specifică în mod explicit într-un regulament, utilizarea metodelor SW-846 nu este obligatorie ca răspuns la cerințele federale de testare. Informațiile conținute în această metodă sunt furnizate de EPA ca îndrumări care trebuie utilizate de analist și de comunitatea reglementată în luarea deciziilor necesare pentru a genera rezultate care îndeplinesc obiectivele de calitate a datelor pentru aplicația prevăzută.
1.8 Utilizarea acestei metode este limitată la utilizarea de către sau sub supravegherea unor analiști cu experiență și formare corespunzătoare. Fiecare analist trebuie să demonstreze capacitatea de a genera rezultate acceptabile cu această metodă. După cum s-a menționat anterior, astfel de demonstrații sunt specifice analiților de interes și sistemului de solvenți utilizat, precum și procedurilor pentru probele cu concentrație mică și medie/mare.
Multi-eșantion Sonicator “VialTweeter” pentru prepararea simultană a probei din mai multe flacoane sigilate și eprubete
2. Rezumatul metodei
2.1 Procedura de concentrație scăzută — Proba este amestecată cu sulfat de sodiu anhidru pentru a forma o pulbere care curge liber. Amestecul este extras cu solvent de trei ori, folosind extracția cu ultrasunete. Extractul este separat de probă prin filtrare în vid sau centrifugare. Extractul este gata pentru concentrare finală, curățare și / sau analiză.
2.2 Procedura de concentrație medie / ridicată — Proba este amestecată cu sulfat de sodiu anhidru pentru a forma o pulbere care curge liber. Acest lucru este extras cu solvent o dată, folosind extracția cu ultrasunete. O parte din extract este colectată pentru curățare și / sau analiză.
3. Definiții
Consultați capitolul unu și instrucțiunile producătorului pentru definițiile care pot fi relevante pentru prezenta metodă.
4. Interferențe
4.1 Solvenții, reactivii, sticlăria și alte echipamente de prelucrare a probelor pot produce artefacte și / sau interferențe la analiza probei. Trebuie să se demonstreze că toate aceste materiale nu prezintă interferențe în condițiile analizei, analizând metoda martor.
Poate fi necesară selectarea specifică a reactivilor și purificarea solvenților prin distilare în sisteme din sticlă integrală. Consultați fiecare metodă care urmează să fie utilizată pentru îndrumări specifice privind procedurile de control al calității și capitolul patru pentru îndrumări generale privind curățarea articolelor din sticlă.
4.2 Interferențele sunt de obicei specifice analiților de interes. Prin urmare, consultați Metoda 3500 și metodele determinative adecvate pentru îndrumări specifice privind interferențele de extracție.
5. Siguranță
Această metodă nu abordează toate problemele de siguranță asociate cu utilizarea sa. Laboratorul este responsabil pentru menținerea unui mediu de lucru sigur și a unui dosar actual de conștientizare a reglementărilor OSHA privind manipularea în siguranță a substanțelor chimice enumerate în această metodă. Un fișier de referință conținând fișele tehnice cu date de securitate (FTS) ar trebui să fie pus la dispoziția întregului personal implicat în aceste analize.
6. Echipamente și consumabile
Menționarea denumirilor comerciale sau a produselor comerciale în acest manual are doar scop ilustrativ și nu constituie o aprobare EPA sau o recomandare exclusivă de utilizare. Produsele și setările instrumentelor menționate în metodele SW-846 reprezintă acele produse și setări utilizate în timpul dezvoltării metodei sau evaluate ulterior de agenție. Se pot utiliza sticlărie, reactivi, consumabile, echipamente și reglaje, altele decât cele enumerate în prezentul manual, cu condiția ca performanța metodei corespunzătoare aplicației avute în vedere să fi fost demonstrată și documentată.
Această secțiune nu enumeră sticlăria obișnuită de laborator (de exemplu, pahare de laborator și baloane).
6.2 Pregătirea cu ultrasunete – Trebuie utilizat un dispozitiv de tip corn echipat cu vârf de titan sau un dispozitiv care să ofere performanțe corespunzătoare. (de ex. UP200Ht sau UP200St)
6.2.1 Perturbator ultrasonic — Perturbatorul trebuie să aibă o putere minimă de 300 de wați, cu capacitate de impuls. Se recomandă un dispozitiv conceput pentru a reduce sunetul de cavitație. Urmați instrucțiunile producătorului pentru pregătirea dispozitivului perturbator pentru extragerea probelor cu concentrații mici și medii/ridicate. (de ex. UP400S)
6.2.2 Utilizați un corn de 3/4 inci pentru procedura metodei cu concentrație scăzută și un microvârf conic de 1/8 inci atașat la un corn de 1/2 inci pentru procedura metodei cu concentrație medie / ridicată.
6.3 Cutie de protecție fonică – Pentru a evita deteriorarea auzului, se recomandă utilizarea unui dispozitiv de protecție fonică (de exemplu, cutia de protecție fonică SPB-L). Astfel, zgomotul cavitațional al procesului de sonicare poate fi redus substanțial.
Alte echipamente
6.4.1 Cuptor de uscare — Capabil să mențină 105 grade C.
6.4.2 Desicator.
6.4.3. Creuzete — Porțelan sau aluminiu de unică folosință.
6.5 Pipete Pasteur — 1-ml, sticlă, de unică folosință.
6.7 Aparate de filtrare cu vid sau presiune
6.7.1 Pâlnia Buchner
6.7.2 Hârtie de filtru
6.8 Aparatul Kuderna-danez (K-D)
6.8.1 Tub concentrator — 10 ml, absolvent. Un dop din sticlă rodată este utilizat pentru a preveni evaporarea extractelor.
6.8.2. Balon de evaporare — 500 ml Se atașează balonul la tubul concentratorului cu arcuri, cleme sau echivalent.
6.8.3 Coloana Snyder — Macro cu trei bile.
6.8.4 Coloana Snyder — Micro cu două bile.
6.8.5 Arcuri — 1/2 inch.
6.9 Sistem de recuperare a vaporilor de solvenți.
NOTĂ: Această sticlărie este recomandată în scopul recuperării solvenților în timpul procedurilor de concentrare care necesită utilizarea concentratoarelor evaporative Kuderna-daneze. Încorporarea acestui aparat poate fi impusă de reglementările federale, de stat sau locale municipale care reglementează emisiile atmosferice de substanțe organice volatile. EPA recomandă încorporarea acestui tip de sistem de recuperare ca metodă de implementare a unui program de reducere a emisiilor. Recuperarea solvenților este un mijloc de conformare cu inițiativele de minimizare a deșeurilor și de prevenire a poluării.
6.10 Chipsuri de fierbere — Extras cu solvent, cu ochiuri de aproximativ 10/40 (carbură de siliciu sau echivalent).
6.11 Baie de apă — Încălzit, cu un capac inelar concentric, capabil să controleze temperatura la ± 5 grade C. Baia trebuie utilizată într-o capotă.
6.12 Soldul — Încărcare superioară, capabilă să cântărească cu precizie cu o precizie de 0,01 g.
6.13 Flacoane — 2-ml, pentru GC autosampler, echipat cu capace filetate căptușite cu politetrafluoretilenă (PTFE) sau capace de sertizare.
6.14 Flacoane cu scintilație din sticlă — 20 ml, echipat cu capace cu șurub căptușite cu PTFE.
6.15 Spatulă — Oțel inoxidabil sau PTFE.
6.16 Coloana de uscare — Coloană cromatografică din sticlă borosilicată ID de 20 mm, cu vată de sticlă în partea inferioară.
NOTĂ: Coloanele cu discuri de sticlă fritate sunt dificil de decontaminat după ce au fost utilizate pentru uscarea extractelor foarte contaminate. Se pot achiziționa coloane fără fripturi.
Utilizați un tampon mic de vată de sticlă pentru a reține adsorbantul. Se spală în prealabil tamponul de vată de sticlă cu 50 ml acetonă, urmat de 50 ml solvent de eluare înainte de ambalarea coloanei cu adsorbant.
6.17 Aparat de evaporare a azotului (opțional) — N-Evap, 12 sau 24 de poziții (model de organomare 112 sau echivalent).
7. Reactivi și standarde
7.2 Apă reactivă fără organice. Toate trimiterile la apă din prezenta metodă se referă la apa reactivă fără substanțe organice, astfel cum este definită în capitolul unu.
7.3 Sulfat de sodiu (granular, anhidru), Na2SO4. Purificați încălzind la 400 °C timp de 4 ore într-o tavă puțin adâncă sau precurățând sulfatul de sodiu cu clorură de metilen. Dacă sulfatul de sodiu este precurățat cu clorură de metilen, trebuie analizată o metodă martor, demonstrând că nu există interferențe cu sulfatul de sodiu.
7.4 Solvenți de extracție
Probele se extrag cu ajutorul unui sistem cu solvenți care permite recuperarea optimă și reproductibilă a analiților de interes din matricea probei, la concentrațiile dorite. Alegerea solventului de extracție depinde de analiții de interes și nici un singur solvent nu este universal aplicabil tuturor grupelor de analiți. Indiferent de sistemul de solvenți utilizat, inclusiv cele enumerate în mod specific în această metodă, analistul trebuie să demonstreze performanțe adecvate pentru analiții interesați, la nivelurile studiate. O astfel de demonstrație va cuprinde cel puțin demonstrația inițială a competenței descrisă în metoda 3500, utilizând o matrice de referință curată. Metoda 8000 descrie procedurile care pot fi utilizate pentru a dezvolta criterii de performanță pentru astfel de demonstrații, precum și pentru rezultatele probei de control matrice și de laborator.
Multe dintre sistemele de solvenți descrise mai jos includ combinația dintre un solvent miscibil cu apa, cum ar fi acetona, și un solvent nemiscibil cu apă, cum ar fi clorura de metilen sau hexanul. Scopul solventului miscibil cu apa este de a facilita extracția solidelor umede, permițând solventului amestecat să pătrundă în stratul de apă de pe suprafața particulelor solide. Solventul nemiscibil în apă extrage compuși organici cu polarități similare. Astfel, un solvent nepolar, cum ar fi hexanul, este adesea utilizat pentru analiți nepolari, cum ar fi PCB-urile, în timp ce un solvent polar, cum ar fi clorura de metilen, poate fi utilizat pentru analiții polari. Polaritatea acetonei poate ajuta, de asemenea, la extragerea analiților polari în sisteme mixte de solvenți.
Tabelul 1 oferă exemple de date de recuperare pentru compușii organici semivolatili selectați extrași dintr-un NIST SRM utilizând diferite sisteme de solvenți de extracție. Următoarele secțiuni oferă îndrumări privind alegerea solvenților pentru diferite clase de analiți.
Toți solvenții trebuie să fie de calitate a pesticidelor sau echivalent. Solvenții pot fi degazați înainte de utilizare.
7.4.1 Substanțele organice semivolatile pot fi extrase cu acetonă/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) sau clorură de acetonă/metilen (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Pesticidele organoclorurate pot fi extrase cu acetonă/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) sau clorură de acetonă/metilen (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB-urile pot fi extrase cu acetonă/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), acetonă/clorură de metilen (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) sau hexan (C6H14).
7.4.4 Se pot utiliza și alte sisteme de solvenți, cu condiția ca analistul să poată demonstra performanțe adecvate pentru analiții interesați, la concentrațiile de interes, din matricea probei (a se vedea metoda 3500).
7.5 Solvenți de schimb — Cu ajutorul unor metode determinante, solventul de extracție va trebui înlocuit cu un solvent compatibil cu instrumentele utilizate în metoda determinativă respectivă. Se face trimitere la metoda determinativă care trebuie utilizată pentru selectarea solventului de schimb adecvat. Toți solvenții trebuie să fie de calitate a pesticidelor sau echivalent. Exemple de solvenți de schimb sunt prezentate mai jos.
7.5.1. Hexan, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3. Ciclohexan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Cutia de protecție fonică SPB-L reduce substanțial zgomotul cavitațional al sonicării.
8. Colectarea, conservarea și depozitarea probelor
8.1 A se vedea materialul introductiv de la capitolul patru, “Analiți organici” Metoda 3500 și metodele determinative specifice care trebuie utilizate.
8.2 Probele solide care urmează să fie extrase prin această procedură ar trebui colectate și depozitate ca orice alte probe solide care conțin substanțe organice semivolatile.
9. Controlul calității
9.2 Demonstrarea inițială a competenței
Fiecare laborator trebuie să demonstreze competența inițială cu fiecare combinație de preparare a probei și metodă determinativă pe care o utilizează, generând date de o precizie și precizie acceptabile pentru analiții țintă într-o matrice curată. Laboratorul trebuie, de asemenea, să repete demonstrarea competenței ori de câte ori sunt instruiți noi membri ai personalului sau se fac modificări semnificative ale instrumentelor. Consultați Metoda 8000 pentru informații despre cum să realizați o demonstrație de competență.
9.3 Inițial, înainte de prelucrarea oricăror eșantioane, analistul trebuie să demonstreze că toate părțile echipamentului care intră în contact cu eșantionul și reactivii nu au interferențe. Acest lucru se realizează prin analiza unei metode martor. Ca o verificare continuă, de fiecare dată când probele sunt extrase, curățate și analizate și atunci când există o schimbare a reactivilor, trebuie extrasă și analizată o metodă martor pentru compușii de interes, ca măsură de protecție împotriva contaminării cronice de laborator.
9.4 Orice metodă blancuri, probe matriciale sau probe duplicat ar trebui să fie supuse acelorași proceduri analitice (secțiunea 11.0) ca și cele utilizate pe eșantioane reale.
9.5 Cu această metodă ar trebui utilizate practici standard de asigurare a calității, astfel cum sunt incluse în documentele de planificare sistematică corespunzătoare și în PSO de laborator. Toate condițiile de funcționare a instrumentului trebuie înregistrate.
9.6 A se vedea, de asemenea, Metoda 3500 pentru procedurile de control al calității extracției și pregătirii probelor și metodele determinative care trebuie utilizate pentru procedurile QC determinante.
9.7 Atunci când sunt enumerate în metoda de determinare adecvată, se adaugă etaloane surogat la toate probele înainte de extracție. Consultați metodele 3500 și 8000 și metodele determinative adecvate pentru mai multe informații.
9.8 După cum s-a menționat anterior, utilizarea oricărei tehnici de extracție, inclusiv extracția cu ultrasunete, ar trebui să fie susținută de date care să demonstreze performanța sistemului specific de solvenți și condițiile de funcționare pentru analiții interesați, la nivelurile de interes, în matricea probei.
10. Calibrare și standardizare
Nu există etape de calibrare sau standardizare asociate direct cu această procedură de extracție a probei.
11. Procedură
După cum sa menționat în Sec. 1.4, extracția cu ultrasunete nu poate fi o metodă la fel de riguroasă ca alte metode de extracție pentru soluri / solide. Prin urmare, este esențial ca această metodă să fie urmată în mod explicit (inclusiv instrucțiunile producătorului) pentru a obține eficiența maximă de extracție. Cel puțin, pentru utilizarea cu succes a acestei tehnici:
11.1 Manipularea probelor
11.1.2. Eșantioane de deșeuri — Probele compuse din mai multe faze trebuie pregătite înainte de extragere prin procedura de separare a fazelor descrisă în capitolul doi. Această procedură de extracție este numai pentru solide.
11.1.3. Eșantioane de deșeuri uscate care pot fi măcinate — Se macină sau se subdivizează în alt mod deșeurile, astfel încât acestea fie să treacă printr-o sită cu ochiuri de 1 mm, fie să poată fi extrudate printr-un orificiu de 1 mm. Se introduce suficientă probă în aparatul de măcinare pentru a obține cel puțin 10 g după măcinare.
ATENȚIE: Uscarea și măcinarea trebuie efectuate într-o hotă, pentru a evita contaminarea laboratorului.
11.1.4 Materiale gumoase, fibroase sau uleioase care nu pot fi măcinate — Tăiați, mărunțiți sau reduceți în alt mod dimensiunea acestor materiale pentru a permite amestecarea și expunerea maximă a suprafețelor probei pentru extracție.
11.2 Determinarea procentului de substanță uscată — Atunci când rezultatele probei trebuie calculate pe baza greutății uscate, se cântărește o porțiune separată de probă în același timp cu porțiunea utilizată pentru determinarea analitică.
ATENȚIE: Cuptorul de uscare trebuie introdus într-o hotă sau ventilat. O contaminare semnificativă în laborator poate rezulta dintr-o probă de deșeuri periculoase puternic contaminată.
Imediat după cântărirea părții alicote din probă care urmează să fie extrasă, se cântărește o parte alicotă suplimentară de 5-10 g din probă într-un creuzet tarat. Se usucă această parte alicotă peste noapte la 105 °C. Se lasă să se răcească într-un exsicator înainte de cântărire.
Se calculează procentul de substanță uscată după cum urmează:
% greutate uscată = (g de probă uscată / g de probă) x 100
Această parte alicotă uscată în cuptor nu este utilizată pentru extracție și trebuie eliminată în mod corespunzător după determinarea greutății în stare uscată.
11.3 Procedura de extracție cu concentrație scăzută
Această procedură se aplică probelor solide care se preconizează că vor conține mai puțin sau egal cu 20 mg/kg de analize organice.
Pași înainte de sonicare
11.3.1 Următoarele etape trebuie efectuate rapid pentru a evita pierderea substanțelor extractibile mai volatile.
11.3.1.1. Se cântăresc aproximativ 30 g de probă într-un pahar de 400 ml. Se înregistrează greutatea cu o precizie de 0,1 g.
11.3.1.2 Pentru proba din fiecare lot selectat pentru spiking, se adaugă 1,0 ml de soluție de spiking matriceală. Consultați Metoda 3500 pentru îndrumări privind alegerea adecvată a compușilor și concentrațiilor de spiking matriceală. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.3.1.3 Se adaugă 1,0 ml de soluție etalon surogat la toate probele, probele îmbogățite, probele QC și semifabricatele. Consultați Metoda 3500 pentru îndrumări privind alegerea adecvată a compușilor surogat și a concentrațiilor. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.3.1.4. Dacă se utilizează curățarea permeabilității în gel (a se vedea metoda 3640), analistul trebuie fie să adauge de două ori volumul soluției surogat de spiking (și al soluției de spiking matriceală, dacă este cazul), fie să concentreze extractul final la jumătate din volumul normal, pentru a compensa jumătatea extractului care se pierde din cauza încărcării coloanei GPC. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.3.1.5. Eșantioanele neporoase sau umede (tip gumă sau argilă) care nu au o textură nisipoasă care curge liber trebuie amestecate cu 60 g de sulfat de sodiu anhidru, folosind o spatulă. Dacă este necesar, se poate adăuga mai mult sulfat de sodiu. După adăugarea sulfatului de sodiu, proba trebuie să curgă liber. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.3.1.6. Se adaugă imediat 100 ml de solvent de extracție sau amestec de solvenți (a se vedea secțiunea 7.4 și tabelul 2 pentru informații privind alegerea solvenților).
11.3.2 Așezați suprafața inferioară a vârfului pâlniei perturbatoare de 3/4 inci la aproximativ 1/2 inch sub suprafața solventului, dar deasupra stratului de sedimente.
NOTĂ: Asigurați-vă că cornul cu ultrasunete / sonotrode este montat corespunzător conform instrucțiunilor producătorului.
11.3.3 Extrageți proba ultrasonically timp de 3 minute, cu controlul ieșirii setat la 100% (putere maximă) sau la setarea de putere recomandată de producător, comutatorul de mod pe Pulse (energie pulsatorie, mai degrabă decât energie continuă) și ciclul procentual de funcționare setat la 50% (energie pe 50% din timp și oprit 50% din timp). Nu utilizați sonda microtip.
11.3.4 Se decantează extractul și se filtrează prin hârtie de filtru (de exemplu, Whatman nr. 41 sau echivalent) într-o pâlnie Buchner atașată la un balon de filtrare curat de 500 ml. Alternativ, se decantează extractul într-o sticlă de centrifugă și se centrifughează la viteză mică pentru a îndepărta particulele.
11.3.5 Se repetă extracția de încă două ori cu încă două porții de 100 ml de solvent curat. Decantați solventul după fiecare extracție cu ultrasunete. După extracția finală cu ultrasunete, turnați întregul eșantion în pâlnia Buchner, clătiți paharul cu solvent de extracție și adăugați clătirea în pâlnie.
Pași după sonicare
11.3.6 Dacă este necesar, concentrați extractul înainte de analiză urmând procedura din Sec.11.5. În caz contrar, treceți la secțiunea 11.7.
UP200St cu micro-tip pentru sonicare eșantion
11.4 Procedura de extracție cu concentrație medie / ridicată
Această procedură se aplică probelor solide care se preconizează că vor conține mai mult de 20 mg/kg de analiți organici.
Pași înainte de sonicare
11.4.2 Pentru proba din fiecare lot selectat pentru spiking, se adaugă 1,0 ml de soluție de spiking matriceală. Consultați Metoda 3500 pentru îndrumări privind alegerea adecvată a compușilor și concentrațiilor de spiking matriceală. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.4.3 Adăugați 1,0 ml de soluție surogat de spiking la toate probele, probele spiked, probele QC și semifabricatele. Consultați Metoda 3500 pentru îndrumări privind alegerea adecvată a compușilor și concentrațiilor de spiking matriceală. A se vedea, de asemenea, nota de la punctul 11.3.
11.4.4 Dacă se utilizează curățarea permeabilității în gel (a se vedea metoda 3640), analistul trebuie fie să adauge de două ori volumul soluției surogat de spiking (și al soluției de spiking matrice, dacă este cazul), fie să concentreze extractul final la jumătate din volumul normal, pentru a compensa jumătatea extractului care se pierde din cauza încărcării coloanei GPC.
11.4.5 Probele neporoase sau umede (tip gumos sau argilos) care nu au o textură nisipoasă care curge liber trebuie amestecate cu 2 g de sulfat de sodiu anhidru, folosind o spatulă. Dacă este necesar, se poate adăuga mai mult sulfat de sodiu. După adăugarea sulfatului de sodiu, proba trebuie să curgă liber (a se vedea nota de la punctul 11.3).
11.4.6 Se adaugă imediat volumul de solvent necesar pentru a aduce volumul final la 10,0 ml, luând în considerare volumul adăugat de înlocuitori și vârfuri de matrice (a se vedea secțiunea 7.4 și tabelul 2 pentru informații privind alegerea solvenților).
11.4.7 Extrageți proba cu sonda ultrasonică conică microtip de 1/8 inci timp de 2 minute la setarea de control al ieșirii 5 și cu comutatorul de mod pe impuls și ciclul de funcționare procentual la 50%.
11.4.8 Împachetați ușor o pipetă Pasteur de unică folosință cu 2 până la 3 cm de vată de sticlă. Se filtrează extractul de probă prin vata de sticlă și se colectează extractul într-un recipient adecvat. Întreaga cantitate de 10 ml de solvent de extracție nu poate fi recuperată din probă. Prin urmare, analistul ar trebui să colecteze un volum adecvat sensibilității metodei determinative care urmează să fie utilizată. De exemplu, pentru metodele care nu necesită concentrarea extractului în continuare (de exemplu, metoda 8081 utilizează de obicei un volum final de extract de 10 ml), extractul poate fi colectat într-un flacon de scintilație sau alt recipient sigilabil. Pentru extractele care vor necesita o concentrare suplimentară, se recomandă colectarea unui volum standard pentru toate aceste probe pentru a simplifica calcularea rezultatelor finale ale probei. De exemplu, colectați 5,0 ml de extract într-un tub concentrator curat. Acest volum reprezintă exact jumătate din volumul total al extractului original de probă. Dacă este necesar, țineți cont de “pierdere” jumătate din extract în calculele probei finale sau concentrați extractul final la jumătate din volumul final nominal (de exemplu, 0,5 ml față de 1,0 ml) pentru a compensa pierderea.
11.4.9 Dacă este necesar, concentrați extractul înainte de analiză urmând procedura din Sec. 11.5 sau Sec. 11.6. În caz contrar, treceți la secțiunea 11.7.
Tehnici de concentrare
Dacă este necesar pentru îndeplinirea criteriilor de sensibilitate, extractele de probă fie din procedura de extracție cu concentrație scăzută, fie din procedura de extracție cu concentrație medie/înaltă pot fi concentrate la volumul final necesar pentru metoda determinativă și aplicarea specifică care urmează să fie utilizată, folosind fie tehnica K-D, fie evaporarea azotului.
11.5.1 Se asamblează un concentrator Kuderna-danez (K-D) prin atașarea unui tub concentrator de 10 ml la un balon de evaporare de dimensiuni adecvate.
11.5.2 Se usucă extractul trecându-l printr-o coloană de uscare care conține aproximativ 10 g de sulfat de sodiu anhidru. Colectați extractul uscat în concentratorul K-D.
11.5.3 Se clătește tubul colector și coloana de uscare în balonul K-D cu o cantitate suplimentară de 20 ml de solvent pentru a obține un transfer cantitativ.
11.5.4 Se adaugă una sau două chipsuri de fierbere curată în balon și se atașează o coloană Snyder cu trei bile. Se atașează sticlăria cu recuperare a vaporilor de solvent (condensator și dispozitiv de colectare, a se vedea secțiunea 6.9) la coloana Snyder a aparatului K-D, urmând instrucțiunile producătorului. Umeziți în prealabil coloana Snyder adăugând aproximativ 1 ml de clorură de metilen (sau alt solvent adecvat) în partea superioară a coloanei. Aparatul K-D se așează pe o baie de apă fierbinte (15 – 20 CE deasupra punctului de fierbere al solventului), astfel încât tubul concentratorului să fie parțial scufundat în apă fierbinte și întreaga suprafață inferioară rotunjită a balonului să fie scăldată cu vapori fierbinți. Se reglează poziția verticală a aparatului și temperatura apei după cum este necesar pentru a finaliza concentrația în 10 – 20 minute La rata adecvată de distilare, bilele coloanei vor vorbi activ, dar camerele nu se vor inunda. Când volumul aparent de lichid ajunge la 1 ml, se scoate aparatul K-D din baia de apă și se lasă să se scurgă și să se răcească timp de cel puțin 10 minute.
ATENȚIE: Nu lăsați extractul să se usuce, deoarece acest lucru va duce la pierderea severă a unor analiți. Pesticidele organofosforice sunt deosebit de sensibile la astfel de pierderi.
11.5.4.1. Dacă este necesar un schimb de solvenți (conform indicațiilor din tabelul 2 sau metoda determinativă adecvată), se îndepărtează momentan coloana Snyder, se adaugă 50 ml de solvent de schimb și un nou cip de fierbere.
11.5.4.2 Reatașați coloana Snyder. Se concentrează extractul, ridicând temperatura băii de apă, dacă este necesar, pentru a menține o viteză adecvată de distilare.
11.5.5 Scoateți coloana Snyder. Se clătește balonul K-D și articulațiile inferioare ale coloanei Snyder în tubul concentratorului cu 1 – 2 ml de solvent. Extractul poate fi concentrat în continuare prin utilizarea uneia dintre tehnicile descrise în secțiunea 11.6 sau ajustat la un volum final de 5,0 – 10,0 ml utilizând un solvent adecvat (vezi tabelul 2 sau metoda determinativă corespunzătoare). Dacă sunt prezente cristale de sulf, treceți la metoda 3660 pentru curățare.
11.6 Dacă este necesară o concentrare suplimentară, se utilizează fie tehnica coloanei micro-Snyder (a se vedea secțiunea 11.6.1), fie tehnica evaporării azotului (a se vedea secțiunea 11.6.2).
11.6.1 Tehnica coloanei Micro-Snyder
11.6.1.1 Se adaugă un cip proaspăt și curat de fierbere în tubul concentratorului și se atașează o coloană micro-Snyder cu două bile direct la tubul concentratorului. Se atașează sticla cu recuperare a vaporilor de solvent (condensator și dispozitiv de colectare) la coloana micro-Snyder a aparatului K-D, urmând instrucțiunile producătorului. Umeziți în prealabil coloana Snyder adăugând 0,5 ml clorură de metilen sau solventul de schimb în partea superioară a coloanei. Se introduce aparatul de microconcentrare într-o baie de apă fierbinte, astfel încât tubul concentratorului să fie parțial scufundat în apă fierbinte. Se reglează poziția verticală a aparatului și temperatura apei, după cum este necesar, pentru a completa concentrația în 5 – 10 minute La rata adecvată de distilare, bilele coloanei vor vorbi activ, dar camerele nu se vor inunda.
11.6.1.2. Când volumul aparent de lichid ajunge la 0,5 ml, se scoate aparatul din baia de apă și se lasă să se scurgă și să se răcească timp de cel puțin 10 minute. Scoateți coloana Snyder și clătiți articulațiile inferioare în tubul concentratorului cu 0,2 ml de solvent. Reglați volumul final al extractului la 1,0 – 2,0 ml
ATENȚIE: Nu lăsați extractul să se usuce, deoarece acest lucru va duce la pierderea severă a unor analiți. Pesticidele organofosforice sunt deosebit de sensibile la astfel de pierderi.
11.6.2. Tehnica evaporării azotului
11.6.2.1 Se introduce tubul concentratorului într-o baie caldă (30 °C) și se evaporă volumul de solvent până la 0,5 ml folosind un curent ușor de azot uscat și curat (filtrat printr-o coloană de cărbune activ).
ATENȚIE: Nu trebuie utilizate tuburi noi din plastic între capcana de carbon și probă, deoarece acestea pot introduce interferențe cu ftalații.
11.6.2.2. Se clătește peretele intern al tubului concentratorului de mai multe ori cu solvent în timpul concentrației. În timpul evaporării, poziționați tubul concentratorului pentru a evita condensarea apei în extract. În conformitate cu procedurile normale, extractul nu trebuie lăsat să se usuce.
ATENȚIE: Nu lăsați extractul să se usuce, deoarece acest lucru va duce la pierderea severă a unor analiți. Pesticidele organofosforice sunt deosebit de sensibile la astfel de pierderi.
11.7 Extractul poate fi acum supus unor proceduri de curățare sau analizat pentru analiții țintă folosind tehnica (tehnicile) determinantă (determinante) corespunzătoare. Dacă nu se va efectua imediat manipularea ulterioară a extractului, se închide tubul concentratorului și se păstrează la frigider. Dacă extractul va fi păstrat mai mult de 2 zile, acesta trebuie transferat într-un flacon echipat cu un capac filetat căptușit cu PTFE și etichetat corespunzător.
12. Analiza datelor și calcule
Nu există calcule asociate în mod explicit cu această procedură de extracție. A se vedea metoda determinantă adecvată pentru calcularea rezultatelor finale ale eșantionului.
13. Performanța metodei
14. Prevenirea poluării
14.1 Prevenirea poluării cuprinde orice tehnică care reduce sau elimină cantitatea și/sau toxicitatea deșeurilor la punctul de generare. Există numeroase oportunități de prevenire a poluării în funcționarea în laborator. EPA a stabilit o ierarhie preferată a tehnicilor de management de mediu care plasează prevenirea poluării ca opțiune de management de primă alegere. Ori de câte ori este posibil, personalul de laborator ar trebui să utilizeze tehnici de prevenire a poluării pentru a aborda problema generării de deșeuri. Atunci când deșeurile nu pot fi reduse în mod fezabil la sursă, Agenția recomandă reciclarea ca următoarea opțiune optimă.
14.2 Pentru informații despre prevenirea poluării care pot fi aplicabile laboratoarelor și instituțiilor de cercetare, consultați Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction disponibil la Departamentul de Relații Guvernamentale și Politică Științifică al Societății Americane de Chimie, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Gestionarea deșeurilor
hote și operațiuni pe banc, respectând litera și spiritul oricăror autorizații și reglementări privind evacuarea apelor uzate și respectând toate reglementările privind deșeurile solide și periculoase, în special normele de identificare a deșeurilor periculoase și restricțiile privind eliminarea terenurilor. Pentru informații suplimentare privind gestionarea deșeurilor, consultați Manualul de gestionare a deșeurilor pentru personalul de laborator disponibil de la Societatea Americană de Chimie la adresa menționată în secțiunea 14.2.
Literatură/Referințe
- 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.
Fapte care merită știute
Omogenizatoare de țesut cu ultrasunete sunt adesea denumite sondă sonicator, lizer sonic, disruptor cu ultrasunete, polizor cu ultrasunete, sono-ruptor, sonifier, dismembrator sonic, perturbator celular, dispersor cu ultrasunete sau dizolvant. Termenii diferiți rezultă din diferitele aplicații care pot fi îndeplinite prin sonicare.
Diferite dimensiuni sonotrode pentru UP200Ht