VialTweeter – Sonoreactor pentru extracția oligoelementelor din sol

Pentru monitorizarea sănătății și a poluării solului, poluanții precum oligomineralele trebuie extrași și măsurați. VialTweeter facilitează semnificativ extracția pre-analitică în fluxurile de lucru de laborator. Extracția oligoelementelor din probele de sol este un exemplu excelent care arată eficiența și fiabilitatea VialTweeter pentru rezultate îmbunătățite de extracție.

Extracția de minerale din probe de sol

Extragerea mineralelor din sol este o etapă analitică crucială în monitorizarea mediului, studiile geochimice și evaluările agricole. Metodele tradiționale, inclusiv digestia acidă, microextracția și extracția asistată de microunde, sunt adesea consumatoare de timp, necesită reactivi și/sau sunt periculoase pentru mediu.
VialTweeter, un sonoractor cu ultrasunete de mare putere, este o alternativă superioară, oferind o eficiență sporită de extracție, timp redus de procesare și consum minim de reactivi. Această abordare nouă îmbunătățește semnificativ recuperarea oligoelementelor din matricele solului, asigurând rezultate mai precise și mai reproductibile, respectând în același timp principiile chimiei analitice verzi.

Extracția oligoelementelor din sol cu flaconul sonicator multitub Tweeter

Carretero-Peña et al. (2021) au efectuat un studiu care demonstrează că VialTweeter este un instrument extrem de eficient pentru extragerea oligoelementelor din sol. Detaliile cheie și constatările cercetării lor sunt prezentate mai jos.

Extracție cu ultrasunete cu VialTweeter:
4,0-7,5 mg de sol sunt cântăriți în tuburi Eppendorf de 1,5 ml. Se adaugă un volum specific de soluție HNO₃ (0,60-1,5 ml), iar tuburile sunt sigilate înainte de a fi plasate într-un VialTweeter sonoreactor. Probele sunt supuse extracției cu ultrasunete la temperatura camerei timp de 450 sec. După sonicare, acestea sunt centrifugate la 3500 rpm timp de 10 minute. O porțiune din supernatant este transferată prin micropipetă într-un balon de 10 ml, unde este diluată cu 5,0% HNO₃. Se adaugă un etalon intern de germaniu (Ge IV) pentru a obține o concentrație finală de 10 ng/ml înainte de analiză.
Durata cu VialTweeter: 450 de secunde
 

Digestia acidă a probelor de sol:
50 mg de sol sunt tratate cu 2,5 ml de HNO₃ și 5,0 ml de HF în vase închise de digestie cu teflon la 90 ° C timp de 8 ore. Recipientele sunt apoi deschise și se adaugă 2,5 ml de HClO₄ înainte de a evapora amestecul până la uscare la 200°C pe o plită fierbinte. După aceasta, 1,0 ml de HNO₃ este introdus și evaporat din nou. Etapa finală presupune dizolvarea reziduului în 2,5 ml de HNO₃, transferul soluției într-un balon cotat de 50 ml și completarea volumului cu apă ultrapură. Se adaugă standarde interne de indiu (în III) și ytriu (Y III) (50 μl dintr-o soluție de 10 mg/l) pentru a asigura acuratețea în analiza elementară ulterioară.
Durata digestiei acide: 8 ore
 

Optimizarea condițiilor de extracție

Cercetările au testat diferite condiții de extracție pentru a obține cantitatea maximă de minerale din probele de sol. Aceste condiții maximizează recuperarea oligoelementelor, minimizând în același timp utilizarea acizilor și reducând timpul total de extracție în comparație cu metodele tradiționale de digestie.

Comparație Eficiența extracției: VialTweeter vs digestie acidă

Evaluarea comparativă a randamentelor de extracție minerală față de probele de referință extrase prin digestie acidă evidențiază eficiența și fiabilitatea excelentă a sonicatorului multitub VialTweeter.

O eficiență de extracție mai mare de 100 % înseamnă că cantitatea unui anumit element extras dintr-un eșantion depășește valoarea preconizată sau de referință.

Cu VialTweeter, extragerea eficientă a substanțelor din probe facilitează fluxul de lucru zilnic în laboratoarele analitice.

1. Extracție mai rapidă – Reduce drastic timpul de la ore la minute.
2. Contaminare minimă a probelor – Designul flaconului sigilat previne contaminarea aeriană sau încrucișată.
3. Reproductibilitate ridicată – Distribuția uniformă a energiei între flacoane elimină variabilitatea.
4. Ecologice – Reduce consumul de acid și deșeurile periculoase.
5. Scalabil și cu randament ridicat – Potrivit pentru programe rapide de monitorizare a mediului.

The VialTweeter Sonoreactor

Mecanism de extracție asistată de ultrasunete (EAU)

Principiul de funcționare al VialTweeter sonoreactor este cavitația ultrasonică puternică, un pehnomenon fizic care generează forțe de forfecare ridicate localizate și diferențe de presiune într-un mediu lichid. Acest fenomen facilitează descompunerea particulelor de sol și îmbunătățește eficiența de levigare a ionilor metalici într-un solvent de extracție.

Principalele avantaje ale cavitației cu ultrasunete în extracția solului:

• Perturbarea îmbunătățită a matricei: microjeturile induse de cavitație îmbunătățesc pătrunderea solventului în particulele de sol.
• Dimensiunea redusă a particulelor: Forțele mecanice descompun agregatele, expunând mai multă suprafață pentru extracția mineralelor.
• Cinetica de reacție crescută: desorbție și dizolvare accelerată a urmelor de metale în soluție.
• Utilizarea redusă a reactivilor: Reducerea concentrației de acid reduce impactul asupra mediului fără a compromite eficiența extracției.

Configurarea și designul VialTweeter

Sistemul VialTweeter constă dintr-un bloc de titan cu 10 fante pentru flacoane, asigurând o distribuție uniformă a energiei cu ultrasunete. Este alimentat de un generator cu ultrasunete puternic de 200 de wați la o frecvență de 26 kHz și transmite energie egală fiecărei probe, asigurând extracții consistente și reproductibile pe mai multe flacoane simultan.

Caracteristici cheie:

• Sonicare uniformă de mare putere pentru prelucrarea în serie.
• Eliminarea contaminării încrucișate datorită izolării flaconului.
• Pierderi minime de probe în vasele de reacție sigilate.
• Scalabilitate pentru monitorizarea mediului cu randament ridicat.

VialTweeter este disponibil și ca model de sonicator cu un singur tub pentru pregătirea fiabilă a probelor de tuburi Falcon. Citiți mai multe despre modelul personalizat cu un singur tub pentru sonicarea sterilă a tuburilor Falcon!

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Modele Hielscher Non-Contact Sonicator UIP400MTP pentru microplăci, VialTweeter și CupHorn: pregătirea probelor de mare viteză și randament ridicat