EPA3550 Sprievodca ultrazvukovou extrakciou
ultrazvuková extrakcia je zelená, ekologická metóda extrakcie, ktorú možno aplikovať na malé laboratórne vzorky, ako aj na extrakciu cenných zlúčenín v komerčnom výrobnom meradle. Agentúra na ochranu životného prostredia Spojených štátov amerických (EPA) odporúča rôzne metodiky analytickej chémie a testovania charakteristík, odber vzoriek a monitorovanie životného prostredia a zabezpečenie kvality na podporu zákona o ochrane a obnove zdrojov (RCRA). Pre ultrazvukom asistovanú extrakciu EPA vydala nasledujúce pokyny:
METÓDA 3550C – ultrazvuková extrakcia
1. Rozsah pôsobnosti a uplatňovanie
Okrem toho metódy SW-846, s výnimkou požadovaného použitia metód na analýzu parametrov definovaných metódou, majú byť usmerňujúcimi metódami, ktoré obsahujú všeobecné informácie o tom, ako vykonať analytický postup alebo techniku, ktorú môže laboratórium použiť ako základný východiskový bod pre vytvorenie vlastného podrobného štandardného operačného postupu (SOP), a to buď pre svoje vlastné všeobecné použitie, alebo pre konkrétnu projektovú aplikáciu. Údaje o výkone obsiahnuté v tejto metóde slúžia len na orientačné účely a nie sú určené a nesmú sa používať ako absolútne kritériá prijateľnosti QC na účely akreditácie laboratória.
1.1 Táto metóda popisuje postup extrakcie neprchavých a poloprchavých organických zlúčenín z pevných látok, ako sú pôdy, kaly a odpady. Ultrazvukový proces zaisťuje úzky kontakt matrice vzorky s extrakčným rozpúšťadlom.
1.2 Táto metóda je rozdelená do dvoch postupov na základe očakávanej koncentrácie organických zlúčenín. Postup pri nízkej koncentrácii (oddiel 11.3) sa týka jednotlivých organických zložiek, ktoré sa očakávajú pri množstve menej alebo rovnajúcej sa 20 mg/kg a používa väčšiu veľkosť vzorky a tri sériové extrakcie (nižšie koncentrácie sa extrahujú ťažšie). Postup so strednou/vysokou koncentráciou (oddiel 11.4) sa vzťahuje na jednotlivé organické zložky, ktoré sa očakávajú pri množstve vyššej ako 20 mg/kg, a používa menšiu vzorku a jednu extrakciu.
1.3 Dôrazne sa odporúča, aby sa extrakty pred analýzou podrobili nejakej forme čistenia (napr. pomocou metódy zo série 3600).
1.4 It is critical that the method (including the manufacturer’s instructions) be followed explicitly, in order to achieve the maximum extraction efficiency. See Sec. 11.0 for a discussion of the critical aspects of the extraction procedure. Consult the manufacturer’s instructions regarding specific operational settings.
1.5. Táto metóda popisuje najmenej tri extrakčné rozpúšťadlové systémy, ktoré sa môžu použiť pre rôzne skupiny analyzovaných látok (pozri oddiel 7.4). Môžu sa použiť aj iné systémy s rozpúšťadlami za predpokladu, že je možné preukázať primeraný výkon pre analyzované látky. Výber extrakčného rozpúšťadla bude závisieť od analyzovaných látok a žiadne jednotlivé rozpúšťadlo nie je univerzálne použiteľné pre všetky skupiny analyzovaných látok. V dôsledku obáv o účinnosť ultrazvukovej extrakcie, najmä pri koncentráciách blízkych alebo nižších ako asi 10 μg/kg, je nevyhnutné, aby analytik preukázal výkon špecifického systému rozpúšťadiel a prevádzkové podmienky pre analyty, ktoré sú predmetom záujmu, a koncentrácie, ktoré sú predmetom záujmu. Toto preukázanie sa vzťahuje na akýkoľvek použitý systém rozpúšťadiel vrátane tých, ktoré sú špecificky uvedené v tejto metóde. Takéto preukázanie bude zahŕňať minimálne počiatočné preukázanie odbornej spôsobilosti opísané v metóde 3500 s použitím čistej referenčnej matice. Metóda 8000 popisuje postupy, ktoré možno použiť na vypracovanie výkonnostných kritérií pre takéto demonštrácie, ako aj pre výsledky hrotu matrice a laboratórnych kontrolných vzoriek.
1.6 EPA konštatuje, že existujú obmedzené publikované údaje o účinnosti ultrazvukovej extrakcie s ohľadom na organofosforové pesticídy pri nízkych koncentráciách častíc na miliardu (ppb) a nižších. V dôsledku toho by použitie tejto metódy najmä pre tieto zlúčeniny malo byť podporené údajmi o výkonnosti, ako sú tie, ktoré sú uvedené vyššie a v metóde 3500.
1.7 Pred použitím tejto metódy sa analytikom odporúča, aby si preštudovali základnú metódu pre každý typ postupu, ktorý možno použiť v celkovej analýze (napr. metódy 3500, 3600, 5000 a 8000), aby získali ďalšie informácie o postupoch kontroly kvality, vývoji kritérií prijateľnosti kontroly kvality, výpočtoch a všeobecných usmerneniach. Analytici by si tiež mali prečítať vyhlásenie o odmietnutí zodpovednosti na začiatku príručky a informácie v druhej kapitole, aby získali usmernenie o zamýšľanej flexibilite pri výbere metód, prístrojov, materiálov, činidiel a spotrebného materiálu a o zodpovednosti analytika za preukázanie, že použité techniky sú vhodné pre analyzované látky v matrici, ktorá je predmetom záujmu, a na úrovniach obáv.
Okrem toho sa analytikom a používateľom údajov odporúča, že s výnimkou prípadov, keď je to výslovne uvedené v nariadení, použitie metód SW-846 nie je povinné v reakcii na federálne požiadavky na testovanie. Informácie obsiahnuté v tejto metóde poskytuje EPA ako usmernenie, ktoré má analytik a regulovaná komunita použiť pri posudzovaní potrebných na získanie výsledkov, ktoré spĺňajú ciele kvality údajov pre zamýšľanú aplikáciu.
1.8 Použitie tejto metódy je obmedzené na použitie príslušne skúsenými a vyškolenými analytikmi alebo pod ich dohľadom. Každý analytik musí preukázať schopnosť generovať prijateľné výsledky pomocou tejto metódy. Ako už bolo uvedené, takéto demonštrácie sú špecifické pre analyzované látky a použitý systém rozpúšťadiel, ako aj pre postupy pre vzorky s nízkou a strednou/vysokou koncentráciou.
VialTweeter na ultrazvukovú prípravu vzoriek
2. Zhrnutie metódy
2.1 Postup pri nízkej koncentrácii — Vzorka sa zmieša s bezvodým síranom sodným za vzniku sypkého prášku. Zmes sa extrahuje rozpúšťadlom trikrát pomocou ultrazvukovej extrakcie. Extrakt sa oddelí od vzorky vákuovou filtráciou alebo odstreďovaním. Extrakt je pripravený na konečnú koncentráciu, čistenie a/alebo analýzu.
2.2 Postup strednej? vysokej koncentrácie — Vzorka sa zmieša s bezvodým síranom sodným za vzniku sypkého prášku. Toto sa extrahuje rozpúšťadlom raz pomocou ultrazvukovej extrakcie. Časť extraktu sa odoberie na čistenie a/alebo analýzu.
3. Vymedzenie pojmov
Refer to Chapter One and the manufacturer’s instructions for definitions that may be relevant to this method.
4. Rušenie
4.1 Rozpúšťadlá, činidlá, sklo a iný hardvér na spracovanie vzoriek môžu spôsobiť artefakty a/alebo interferencie pri analýze vzoriek. Všetky tieto materiály musia byť preukázané, že nepodliehajú interferenciám v podmienkach analýzy slepých pokusov metódy.
Môže byť potrebný špecifický výber činidiel a čistenie rozpúšťadiel destiláciou v celosklenených systémoch. V každej metóde, ktorá sa má použiť, nájdete osobitné usmernenia o postupoch kontroly kvality a v štvrtej kapitole pre všeobecné usmernenia o čistení skla.
4.2 Interferencie sú zvyčajne špecifické pre analyty, ktoré sú predmetom záujmu. Preto si pozrite metódu 3500 a príslušné determinačné metódy, kde nájdete špecifické usmernenia o interferenciách extrakcie.
5. Bezpečnosť
Táto metóda nerieši všetky bezpečnostné problémy spojené s jej používaním. Laboratórium je zodpovedné za udržiavanie bezpečného pracovného prostredia a aktuálny súbor povedomia o predpisoch OSHA týkajúcich sa bezpečného zaobchádzania s chemikáliami uvedenými v tejto metóde. Referenčný súbor kariet bezpečnostných údajov by mal byť k dispozícii všetkým pracovníkom zapojeným do týchto analýz.
6. Vybavenie a spotrebný materiál
Zmienka o obchodných názvoch alebo komerčných produktoch v tejto príručke slúži len na ilustračné účely a nepredstavuje schválenie EPA ani výhradné odporúčanie na použitie. Produkty a nastavenia prístrojov citované v metódach SW-846 predstavujú tie produkty a nastavenia, ktoré boli použité počas vývoja metódy alebo následne vyhodnotené agentúrou. Sklo, činidlá, spotrebný materiál, vybavenie a nastavenia iné ako tie, ktoré sú uvedené v tejto príručke, sa môžu použiť za predpokladu, že bol preukázaný a zdokumentovaný výkon metódy vhodný pre zamýšľanú aplikáciu.
V tejto časti nie je uvedený zoznam bežného laboratórneho skla (napr. kadičky a banky).
6.2 Ultrazvuková príprava — Musí sa použiť zariadenie typu klaksónu vybavené titánovým hrotom alebo zariadenie, ktoré poskytne primeraný výkon. (napr. UP200Ht alebo UP200St)
6.2.1 Ultrazvukový disruptor — Disruptor musí mať minimálny výkon wattage 300 wattov so schopnosťou pulzovania. Odporúča sa zariadenie určené na zníženie kavitačného zvuku. Pri príprave disruptora na extrakciu vzoriek s nízkymi a strednými/vysokými koncentráciami postupujte podľa pokynov výrobcu. (napr. UP400S)
6.2.2 Použite 3/4-palcový klaksón na postup metódy nízkej koncentrácie a 1/8-palcový kužeľový mikrohrot pripevnený k 1/2-palcovému klaksónu pre postup metódy strednej/vysokej koncentrácie.
6.3 Protihluková skrinka – Aby ste predišli poškodeniu sluchu, odporúča sa použiť zvukovú ochrannú schránku (napr. zvukovú ochranu SPB-L). Tým sa môže podstatne znížiť kavitačný hluk procesu sonikácie.
Ďalšie vybavenie
6.4.1 Sušiaca rúra — Schopný udržať 105 °C.
6.4.2 Exsikátor.
6.4.3 Tégliky — Porcelán alebo jednorazový hliník.
6.5 Pasteurove pipety — 1 ml, sklo, jednorazové.
6.7 Vákuové alebo tlakové filtračné zariadenie
6.7.1 Buchnerov lievik
6.7.2 Filtračný papier
6.8 Kuderna-dánsky (KD) prístroj
6.8.1 Trubica koncentrátora — 10 ml, absolvovaný. Na zabránenie odparovaniu extraktov sa používa zátka zo brúseného skla.
6.8.2 Odparovacia banka — 500 ml. Pripojte banku k trubici koncentrátora pomocou pružín, klamps alebo ekvivalent.
6.8.3 Snyderov stĺpec — Makro s tromi guľôčkami.
6.8.4 Snyderov stĺpec — Mikro s dvoma guľôčkami.
6.8.5 Pružiny — 1/2 palca.
6.9 Systém rekuperácie pár rozpúšťadla.
POZNÁMKA: Tento sklenený riad sa odporúča na účely regenerácie rozpúšťadiel počas postupov koncentrácie vyžadujúcich použitie odparovacích koncentrátorov Kuderna-Dánsky. Začlenenie tohto prístroja môže byť vyžadované federálnymi, štátnymi alebo miestnymi nariadeniami, ktoré upravujú emisie prchavých organických látok do ovzdušia. EPA odporúča začlenenie tohto typu rekultivačného systému ako metódu na implementáciu programu znižovania emisií. Zhodnocovanie rozpúšťadiel je prostriedkom na dosiahnutie súladu s iniciatívami na minimalizáciu odpadu a prevenciu znečistenia.
6.10 Varenie hranolčekov — Extrahované rozpúšťadlom, približne 10/40 mesh (karbid kremíka alebo ekvivalent).
6.11 Vodný kúpeľ — Vyhrievaný, so sústredným krytom krúžku, schopný regulácie teploty na ± 5 °C. Kúpeľ by sa mal používať v kapucni.
6.12 Zostatok — Horné plnenie, schopné presného váženia s presnosťou na 0,01 g.
6.13 Injekčné liekovky — 2 ml, pre automatický podávač vzoriek GC, vybavený skrutkovacími uzávermi alebo krimpovacími vrchnými časťami s polytetrafluóretylénom (PTFE).
6.14 Sklenené scintilačné injekčné liekovky — 20 ml, vybavený skrutkovacími uzávermi s PTFE.
6.15 Špachtľa — Nehrdzavejúca oceľ alebo PTFE.
6.16 Sušiaca kolóna — 20 mm ID borosilikátová sklenená chromatografická kolóna so sklenenou vatou v spodnej časti.
POZNÁMKA: Stĺpce s fritovanými sklenenými kotúčmi sa ťažko dekontaminujú po použití na sušenie vysoko kontaminovaných extraktov. Je možné zakúpiť stĺpy bez frity.
Na udržanie adsorbentu použite malý vankúšik zo sklenenej vaty. Podložku zo sklenenej vlny pred zabalením kolóny adsorbentom umyte 50 ml acetónu a potom 50 ml elúčného rozpúšťadla.
6.17 Prístroj na odparovanie dusíka (voliteľné) — N-Evap, 12- alebo 24-polohový (organomačný model 112 alebo ekvivalent).
7. Činidlá a štandardy
7.2 Voda bez organických činidiel. Všetky odkazy na vodu v tejto metóde sa vzťahujú na vodu bez organických činidiel, ako je definovaná v prvej kapitole.
7.3 Síran sodný (granulovaný, bezvodý), Na2SO4. Vyčistite zahrievaním na 400 °C počas 4 hodín v plytkej miske alebo predčistením síranu sodného metylénchloridom. Ak je síran sodný vopred vyčistený metylénchloridom, mala by sa analyzovať slepá metóda, ktorá preukáže, že nedochádza k žiadnej interferencii zo síranu sodného.
7.4 Extrakčné rozpúšťadlá
Vzorky by sa mali extrahovať pomocou rozpúšťadlového systému, ktorý poskytuje optimálnu a reprodukovateľnú výťažnosť analyzovaných látok z matrice vzorky pri koncentráciách, ktoré sú predmetom záujmu. Výber extrakčného rozpúšťadla bude závisieť od analyzovaných látok a žiadne jednotlivé rozpúšťadlo nie je univerzálne použiteľné pre všetky skupiny analyzovaných látok. Bez ohľadu na to, aký systém rozpúšťadiel sa použije, vrátane tých, ktoré sú špecificky uvedené v tejto metóde, analytik musí preukázať primeraný výkon pre analyzované látky na úrovniach, ktoré sú predmetom záujmu. Takéto preukázanie bude zahŕňať minimálne počiatočné preukázanie odbornej spôsobilosti opísané v metóde 3500 s použitím čistej referenčnej matice. Metóda 8000 popisuje postupy, ktoré možno použiť na vypracovanie výkonnostných kritérií pre takéto demonštrácie, ako aj pre výsledky hrotu matrice a laboratórnych kontrolných vzoriek.
Mnohé z nižšie opísaných rozpúšťadlových systémov zahŕňajú kombináciu rozpúšťadla miešateľného s vodou, ako je acetón, a rozpúšťadla nemiešateľného s vodou, ako je metylénchlorid alebo hexán. Účelom rozpúšťadla miešateľného s vodou je uľahčiť extrakciu vlhkých pevných látok tým, že zmiešanému rozpúšťadlu umožní preniknúť do vrstvy vody na povrchu pevných častíc. Rozpúšťadlo nemiešateľné s vodou extrahuje organické zlúčeniny s podobnou polaritou. Preto sa pre nepolárne analyty, ako sú PCB, často používa nepolárne rozpúšťadlo, ako je hexán, zatiaľ čo polárne rozpúšťadlo, ako je metylénchlorid, sa môže použiť pre polárne analyty. Polarita acetónu môže tiež pomôcť extrahovať polárne analyty v zmiešaných rozpúšťadlových systémoch.
Tabuľka 1 poskytuje príklady údajov o obnove vybraných poloprchavých organických zlúčenín extrahovaných z NIST SRM pomocou rôznych systémov extrakčných rozpúšťadiel. Nasledujúce časti poskytujú návod na výber rozpúšťadiel pre rôzne triedy analyzovaných látok.
Všetky rozpúšťadlá by mali byť v kvalite pesticídov alebo ekvivalentnej. Rozpúšťadlá môžu byť pred použitím odplynené.
7.4.1 Poloprchavé organické látky sa môžu extrahovať acetónom/hexánom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) alebo acetónom/metylénchloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organochlórové pesticídy sa môžu extrahovať acetónom/hexánom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) alebo acetónom/metylénchloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB sa môžu extrahovať acetónom/hexánom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) alebo acetónom/metylénchloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) alebo hexánom (C6H14).
7.4.4. Môžu sa použiť aj iné rozpúšťadlové systémy za predpokladu, že analytik môže preukázať primeraný výkon pre analyzované látky pri koncentráciách, ktoré sú predmetom záujmu, v matrici vzorky (pozri metódu 3500).
7.5 Vymeňte rozpúšťadlá — Pri použití niektorých determinatívnych metód bude potrebné extrakčné rozpúšťadlo vymeniť za rozpúšťadlo kompatibilné s prístrojovým vybavením použitým v tejto determinačnej metóde. Pozrite si určujúcu metódu, ktorá sa má použiť na výber vhodného výmenného rozpúšťadla. Všetky rozpúšťadlá musia byť v kvalite pesticídov alebo ekvivalentnej. Príklady výmenných rozpúšťadiel sú uvedené nižšie.
7.5.1 Hexán, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyklohexán, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Zvuková ochranná skrinka SPB-L výrazne znižuje kavitačný hluk sonikácie.
8. Odber, konzervácia a skladovanie vzoriek
8.1 Pozri úvodný materiál k štvrtej kapitole, “Organické analyty” Metóda 3500 a špecifické determinačné metódy, ktoré sa majú použiť.
8.2 Pevné vzorky, ktoré sa majú extrahovať týmto postupom, by sa mali odoberať a skladovať ako akékoľvek iné pevné vzorky obsahujúce poloprchavé organické látky.
9. Kontrola kvality
9.2 Počiatočné preukázanie odbornej spôsobilosti
Každé laboratórium musí preukázať počiatočnú odbornosť s každou prípravou vzoriek a kombináciou determinačnej metódy, ktorú používa, generovaním údajov s prijateľnou presnosťou a presnosťou pre cieľové analyty v čistej matrici. Laboratórium musí tiež zopakovať preukázanie odbornej spôsobilosti vždy, keď sú vyškolení noví zamestnanci alebo sa vykonávajú významné zmeny v prístrojovom vybavení. Pozrite si metódu 8000 pre informácie o tom, ako dosiahnuť preukázanie odbornosti.
9.3 Spočiatku by mal analytik pred spracovaním akýchkoľvek vzoriek preukázať, že všetky časti zariadenia, ktoré prichádzajú do styku so vzorkou a činidlami, sú bez rušenia. To sa dosiahne analýzou slepej metódy. Ako nepretržitá kontrola by sa pri každej extrakcii, čistení a analýze vzoriek a pri zmene činidiel mala extrahovať a analyzovať slepá metóda na zlúčeniny, ktoré sú predmetom záujmu, ako ochrana pred chronickou laboratórnou kontamináciou.
9.4 Všetky slepé vzorky metód, vzorky hrotov matrice alebo replikované vzorky by mali byť podrobené rovnakým analytickým postupom (oddiel 11.0) ako tie, ktoré sa používajú na skutočných vzorkách.
9.5. Pri tejto metóde by sa mali používať štandardné postupy zabezpečenia kvality, ktoré sú zahrnuté v príslušných systematických plánovacích dokumentoch a laboratórnych SOP. Mali by sa zaznamenať všetky prevádzkové podmienky prístroja.
9.6 Pozri aj metódu 3500 pre postupy kontroly kvality extrakcie a prípravy vzoriek a determinačné metódy, ktoré sa majú použiť na determinatívne postupy kontroly kvality.
9.7 Ak sú uvedené v príslušnej determinačnej metóde, náhradné štandardy sa majú pred extrakciou pridať ku všetkým vzorkám. Viac informácií nájdete v metódach 3500 a 8000 a v príslušných determinatívnych metódach.
9.8 Ako už bolo uvedené, použitie akejkoľvek extrakčnej techniky, vrátane ultrazvukovej extrakcie, by malo byť podložené údajmi, ktoré preukazujú výkon špecifického systému rozpúšťadiel a prevádzkové podmienky pre analyzované látky na príslušných úrovniach v matrici vzorky.
10. Kalibrácia a štandardizácia
S týmto postupom extrakcie vzorky nie sú priamo spojené žiadne kalibračné alebo štandardizačné kroky.
11. Konanie
As noted in Sec. 1.4, ultrasonic extraction may not be as rigorous a method as other extraction methods for soils/solids. Therefore, it is critical that this method be followed explicitly (including the manufacturer’s instructions) to achieve the maximum extraction efficiency. At a minimum, for successful use of this technique:
11.1 Manipulácia so vzorkami
11.1.2 Vzorky odpadu — Vzorky pozostávajúce z viacerých fáz sa musia pred extrakciou pripraviť postupom separácie fáz opísaným v druhej kapitole. Tento postup extrakcie sa vzťahuje len na pevné látky.
11.1.3 Vzorky suchého odpadu vhodné na mletie — Odpad rozdrvte alebo inak rozdeľte tak, aby buď prešiel cez 1 mm sito, alebo sa dal vytlačiť cez 1 mm otvor. Do mlecieho prístroja sa vloží dostatočné množstvo vzorky, aby sa po mletí dosiahlo aspoň 10 g.
POZOR: Sušenie a mletie by sa malo vykonávať v digestore, aby sa zabránilo kontaminácii laboratória.
11.1.4 Gumovité, vláknité alebo olejovité materiály, ktoré nie sú vhodné na brúsenie — Tieto materiály odrežte, rozdrvte alebo inak zmenšte, aby ste umožnili zmiešanie a maximálnu expozíciu povrchov vzoriek na extrakciu.
11.2 Stanovenie percenta suchej hmotnosti — Ak sa majú výsledky vzorky vypočítať na základe sušiny, mala by sa odvážiť samostatná časť vzorky v rovnakom čase ako dávka použitá na analytické stanovenie.
POZOR: Sušiaca rúra by mala byť umiestnená v digestori alebo vetraná. Silne kontaminovaná vzorka nebezpečného odpadu môže spôsobiť významnú laboratórnu kontamináciu.
Ihneď po zvážení alikvotnej časti vzorky, ktorá sa má extrahovať, odvážte ďalších 5 až 10 g alikvotnej časti vzorky do tarovaného téglika. Tento alikvot sušte cez noc pri 105 °C. Pred vážením nechajte vychladnúť v exsikátore.
Vypočítajte percento suchej hmotnosti takto:
% sušiny = (g suchej vzorky/g vzorky) x 100
Táto alikvotná časť sušená v peci sa nepoužíva na extrakciu a po stanovení suchej hmotnosti by sa mala primerane zlikvidovať.
11.3 Postup extrakcie s nízkou koncentráciou
Tento postup sa vzťahuje na pevné vzorky, pri ktorých sa očakáva, že budú obsahovať menej alebo rovno 20 mg/kg organických analýz.
Kroky pred sonikáciou
11.3.1 Nasledujúce kroky by sa mali vykonať rýchlo, aby sa predišlo strate prchavejších extrahovateľných látok.
11.3.1.1 Odvážte približne 30 g vzorky do kadičky s objemom 400 ml. Zaznamenajte hmotnosť s presnosťou na 0,1 g.
11.3.1.2 Pre vzorku v každej dávke vybranej na špichovanie sa pridá 1,0 ml roztoku na špicovanie matrice. Pozrite si metódu 3500 pre návod na správny výber zlúčenín a koncentrácií matrice. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.3.1.3 Pridajte 1,0 ml náhradného štandardného roztoku do všetkých vzoriek, špiastých vzoriek, vzoriek kontroly kvality a slepých pokusov. Pozrite si metódu 3500, kde nájdete návod na správny výber náhradných zlúčenín a koncentrácií. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.3.1.4 Ak sa má použiť čistenie gélom permeáciou (pozri metódu 3640), analytik by mal buď pridať dvojnásobok objemu náhradného špickového roztoku (a prípadne roztoku na špicovanie matrice), alebo koncentrovať konečný extrakt na polovicu normálneho objemu, aby sa kompenzovala polovica extraktu, ktorá sa stratí v dôsledku zaťaženia kolóny GPC. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.3.1.5 Neporézne alebo mokré vzorky (gumovité alebo ílovité), ktoré nemajú sypkú piesočnatú textúru, sa musia zmiešať so 60 g bezvodého síranu sodného pomocou špachtle. V prípade potreby sa môže pridať viac síranu sodného. Po pridaní síranu sodného by vzorka mala byť voľne tečúca. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.3.1.6 Ihneď sa pridá 100 ml extrakčného rozpúšťadla alebo zmesi rozpúšťadiel (pozri oddiel 7.4 a tabuľku 2 pre informácie o výbere rozpúšťadiel).
11.3.2 Umiestnite spodný povrch hrotu 3/4-palcového rohu narušiaceho asi 1/2 palca pod povrch rozpúšťadla, ale nad vrstvu sedimentu.
NOTE: Be sure that the ultrasonic horn? sonotrode is properly mounted according to the manufacturer’s instructions.
11.3.3 Extract the sample ultrasonically for 3 min, with output control set at 100% (full power) or at the manufacturer’s recommended power setting, the mode switch on Pulse (pulsing energy rather than continuous energy), and the percent-duty cycle set at 50% (energy on 50% of time and off 50% of time). Do not use the microtip probe.
11.3.4 Extrakt sa dekantuje a prefiltruje cez filtračný papier (napr. Whatman č. 41 alebo ekvivalent) v Buchnerovom lieviku, ktorý je pripojený k čistej 500 ml filtračnej banke. Prípadne extrakt dekantujte do fľaše s odstredivkou a odstredujte pri nízkych otáčkach, aby ste odstránili častice.
11.3.5 Extrakciu zopakujte ešte dvakrát s dvoma ďalšími 100 ml dávkami čistého rozpúšťadla. Po každej ultrazvukovej extrakcii rozpúšťadlo dekantujte. Po záverečnej ultrazvukovej extrakcii nalejte celú vzorku do Buchnerovho lievika, opláchnite kadičku extrakčným rozpúšťadlom a pridajte výplach do lievika.
Kroky po sonikácii
11.3.6 Ak je to potrebné, extrakt sa pred analýzou zakoncentruje podľa postupu uvedeného v oddiele 11.5. V opačnom prípade pokračujte podľa oddielu 11.7.
UP200St s mikrohrotom na sonikáciu vzoriek
11.4 Postup extrakcie so strednou? vysokou koncentráciou
Tento postup sa vzťahuje na pevné vzorky, pri ktorých sa očakáva, že budú obsahovať viac ako 20 mg/kg organických analyzovaných látok.
Kroky pred sonikáciou
11.4.2 Pre vzorku v každej dávke vybranej na špicovanie sa pridá 1,0 ml roztoku na špicovanie matrice. Pozrite si metódu 3500 pre návod na správny výber zlúčenín a koncentrácií matrice. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.4.3 Pridajte 1,0 ml náhradného špicového roztoku do všetkých vzoriek, špicaných vzoriek, vzoriek kontroly kvality a slepých pokusov. Pozrite si metódu 3500 pre návod na správny výber zlúčenín a koncentrácií matrice. Pozri tiež poznámku v oddiele 11.3.
11.4.4 Ak sa má použiť čistenie gélom (pozri metódu 3640), analytik by mal buď pridať dvojnásobok objemu náhradného špicového roztoku (a prípadne roztoku na špicovanie matrice), alebo koncentrovať konečný extrakt na polovicu normálneho objemu, aby sa kompenzovala polovica extraktu, ktorá sa stratí v dôsledku zaťaženia kolóny GPC.
11.4.5 Neporézne alebo mokré vzorky (gumové alebo ílovité), ktoré nemajú sypkú piesočnatú textúru, sa musia zmiešať s 2 g bezvodého síranu sodného pomocou špachtle. V prípade potreby sa môže pridať viac síranu sodného. Po pridaní síranu sodného by mala byť vzorka voľne tečúca (pozri poznámku v oddiele 11.3).
11.4.6 Ihneď sa pridá akýkoľvek objem rozpúšťadla, ktorý je potrebný na dosiahnutie konečného objemu na 10,0 ml, berúc do úvahy pridaný objem náhradníkov a hrotov matrice (pozri oddiel 7.4 a tabuľku 2 pre informácie o výbere rozpúšťadiel).
11.4.7 Extrahujte vzorku pomocou 1/8-palcovej kužeľovej ultrazvukovej sondy s mikrohrotom na 2 minúty pri nastavení výstupnej regulácie 5 a so zapnutým pulzným a percentuálnym pracovným cyklom na 50 %.
11.4.8 Jednorazovú Pasteurovu pipetu voľne zabaľte s 2 až 3 cm sklenenej vlny. Extrakt vzorky sa prefiltruje cez sklenenú vlnu a zozbiera sa extrakt do vhodnej nádoby. Zo vzorky sa nedá získať celých 10 ml extrakčného rozpúšťadla. Preto by mal analytik zhromaždiť objem primeraný citlivosti determinatívnej metódy, ktorá sa má použiť. Napríklad pri metódach, ktoré nevyžadujú ďalšiu koncentráciu extraktu (napr. metóda 8081 zvyčajne využíva konečný objem extraktu 10 ml), sa extrakt môže odobrať do scintilačnej injekčnej liekovky alebo inej uzatvárateľnej nádoby. V prípade extraktov, ktoré budú vyžadovať ďalšiu koncentráciu, sa odporúča odobrať štandardný objem pre všetky takéto vzorky, aby sa zjednodušil výpočet konečných výsledkov vzorky. Napríklad nazbierajte 5,0 ml extraktu do čistej skúmavky koncentrátora. Tento objem predstavuje presne polovicu celkového objemu extraktu pôvodnej vzorky. Podľa potreby zohľadnite “strata” polovice extraktu vo výpočtoch konečnej vzorky, alebo koncentrujte konečný extrakt na polovicu nominálneho konečného objemu (napr. 0,5 ml oproti 1,0 ml), aby sa kompenzovala strata.
11.4.9 Ak je to potrebné, koncentrujte extrakt pred analýzou podľa postupu v oddiele 11.5 alebo 11.6. V opačnom prípade pokračujte podľa oddielu 11.7.
Techniky koncentrácie
Ak je to potrebné na splnenie kritérií citlivosti, extrakty vzoriek z extrakčného postupu s nízkou koncentráciou alebo zo strednej/vysokej koncentrácie sa môžu koncentrovať na konečný objem potrebný na použitie determinačnej metódy a špecifickej aplikácie, a to buď pomocou techniky K-D, alebo odparovania dusíka.
11.5.1 Zostavte koncentrátor Kuderna-Danish (K-D) pripojením 10 ml koncentračnej trubice k odparovacej banke vhodnej veľkosti.
11.5.2 Extrakt vysušte tak, že ho necháte prejsť sušiacou kolónou obsahujúcou asi 10 g bezvodého síranu sodného. Sušený extrakt zozbierajte do koncentrátora K-D.
11.5.3 Zberná skúmavka a sušiaca kolóna sa prepláchnu do banky K-D s ďalšou 20 ml dávkou rozpúšťadla, aby sa dosiahol kvantitatívny prenos.
11.5.4 Add one or two clean boiling chips to the flask and attach a three-ball Snyder column. Attach the solvent vapor recovery glassware (condenser and collection device, see Sec. 6.9) to the Snyder column of the K-D apparatus, following the manufacturer’s instructions. Pre-wet the Snyder column by adding about 1 mL of methylene chloride (or other suitable solvent) to the top of the column. Place the K-D apparatus on a hot water bath (15 – 20 EC nad bodom varu rozpúšťadla) tak, aby sa trubica koncentrátora čiastočne ponorila do horúcej vody a celý spodný zaoblený povrch banky sa zalial horúcou parou. Podľa potreby upravte vertikálnu polohu prístroja a teplotu vody, aby ste dokončili koncentráciu v 10 – 20 min. Pri správnej rýchlosti destilácie budú guľôčky stĺpca aktívne chveť, ale komory sa nezaplavia. Keď zdanlivý objem kvapaliny dosiahne 1 ml, vyberte prístroj K-D z vodného kúpeľa a nechajte ho odtiecť a vychladnúť aspoň 10 minút.
POZOR: Nenechajte extrakt vyschnúť, pretože to bude mať za následok vážnu stratu niektorých analytov. Organofosforové pesticídy sú obzvlášť náchylné na takéto straty.
11.5.4.1 Ak je potrebná výmena rozpúšťadla (ako je uvedené v tabuľke 2 alebo príslušná určovacia metóda), na chvíľu sa odstráni Snyderova kolóna, pridá sa 50 ml výmenného rozpúšťadla a nová vriaca trieska.
11.5.4.2 Znova pripojte Snyderov stĺpec. Koncentrujte extrakt, v prípade potreby zvýšte teplotu vodného kúpeľa, aby ste udržali správnu rýchlosť destilácie.
11.5.5 Odstráňte stĺpec Snyder. Opláchnite banku K-D a spodné spoje Snyderovej kolóny do trubice koncentrátora pomocou 1 – 2 ml rozpúšťadla. Extrakt sa môže ďalej koncentrovať pomocou jednej z techník uvedených v oddiele 11.6 alebo upraviť na konečný objem 5,0 – 10,0 ml s použitím vhodného rozpúšťadla (pozri tabuľku 2 alebo príslušnú determinačnú metódu). Ak sú prítomné kryštály síry, pokračujte metódou 3660 na vyčistenie.
11.6 Ak je potrebná ďalšia koncentrácia, použite buď techniku mikro-Snyderovej kolóny (pozri oddiel 11.6.1) alebo techniku odparovania dusíka (pozri oddiel 11.6.2).
11.6.1 Technika stĺpca Micro-Snyder
11.6.1.1 Add a fresh clean boiling chip to the concentrator tube and attach a two-ball micro-Snyder column directly to the concentrator tube. Attach the solvent vapor recovery glassware (condenser and collection device) to the micro- Snyder column of the K-D apparatus, following the manufacturer’s instructions. Pre-wet the Snyder column by adding 0.5 mL of methylene chloride or the exchange solvent to the top of the column. Place the micro-concentration apparatus in a hot water bath so that the concentrator tube is partially immersed in the hot water. Adjust the vertical position of the apparatus and the water temperature, as necessary, to complete the concentration in 5 – 10 min. Pri správnej rýchlosti destilácie budú guľôčky stĺpca aktívne chveť, ale komory sa nezaplavia.
11.6.1.2 Keď zdanlivý objem kvapaliny dosiahne 0,5 ml, vyberte prístroj z vodného kúpeľa a nechajte ho odtiecť a vychladnúť najmenej 10 minút. Vyberte Snyderovu kolónu a opláchnite jej spodné kĺby do trubice koncentrátora 0,2 ml rozpúšťadla. Nastavte konečný objem extraktu na 1.0 – 2,0 ml.
POZOR: Nenechajte extrakt vyschnúť, pretože to bude mať za následok vážnu stratu niektorých analytov. Organofosforové pesticídy sú obzvlášť náchylné na takéto straty.
11.6.2 Technika odparovania dusíka
11.6.2.1 Trubica koncentrátora sa umiestni do teplého kúpeľa (30 °C) a objem rozpúšťadla sa odparí na 0,5 ml pomocou jemného prúdu čistého, suchého dusíka (filtrovaného cez kolónu aktívneho uhlia).
POZOR: Medzi lapačom uhlíka a vzorkou sa nesmú používať nové plastové hadičky, pretože môžu spôsobiť ftalátové interferencie.
11.6.2.2 Počas koncentrácie niekoľkokrát opláchnite vnútornú stenu trubice koncentrátora rozpúšťadlom. Počas odparovania umiestnite trubicu koncentrátora tak, aby ste zabránili kondenzácii vody do extraktu. Pri bežných postupoch sa extrakt nesmie nechať vyschnúť.
POZOR: Nenechajte extrakt vyschnúť, pretože to bude mať za následok vážnu stratu niektorých analytov. Organofosforové pesticídy sú obzvlášť náchylné na takéto straty.
11.7 Extrakt sa teraz môže podrobiť čistiacim postupom alebo analyzovať na cieľové analyzované látky pomocou vhodnej determinačnej techniky (techník). Ak sa ďalšia manipulácia s extraktom nevykoná okamžite, uzavrite skúmavku koncentrátora a uložte ju do chladničky. Ak sa extrakt bude uchovávať dlhšie ako 2 dni, má sa preniesť do injekčnej liekovky vybavenej skrutkovacím uzáverom s PTFE a vhodne označiť.
12. Analýza a výpočty údajov
S týmto postupom extrakcie nie sú výslovne spojené žiadne výpočty. Pozrite si vhodnú determinačnú metódu na výpočet konečných výsledkov vzorky.
13. Výkon metódy
14. Prevencia znečistenia
14.1 Prevencia znečisťovania zahŕňa akúkoľvek techniku, ktorá znižuje alebo eliminuje množstvo a/alebo toxicitu odpadu v mieste vzniku. V laboratórnej prevádzke existuje množstvo príležitostí na prevenciu znečistenia. EPA stanovila preferovanú hierarchiu techník environmentálneho manažmentu, ktorá kladie prevenciu znečistenia ako možnosť riadenia prvej voľby. Vždy, keď je to možné, laboratórni pracovníci by mali používať techniky prevencie znečisťovania na riešenie vzniku odpadu. Ak odpad nie je možné reálne znížiť pri zdroji, agentúra odporúča recykláciu ako ďalšiu najlepšiu možnosť.
14.2 For information about pollution prevention that may be applicable to laboratories and research institutions consult Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction available from the American Chemical Society’s Department of Government Relations and Science Policy, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Odpadové hospodárstvo
digestory a lavice, v súlade s literou a duchom akýchkoľvek povolení a predpisov o vypúšťaní odpadových plynov a dodržiavaním všetkých predpisov o pevnom a nebezpečnom odpade, najmä pravidiel identifikácie nebezpečného odpadu a obmedzení likvidácie pôdy. Ďalšie informácie o odpadovom hospodárstve nájdete v Príručke odpadového hospodárstva pre laboratórny personál, ktorá je k dispozícii od Americkej chemickej spoločnosti na adrese uvedenej v oddiele 14.2.
16. Referencie
- Americká agentúra EPA, “Medzilaboratórna porovnávacia štúdia: metódy pre prchavé a poloprchavé zlúčeniny,” Laboratórium systémov monitorovania životného prostredia, Úrad pre výskum a vývoj, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “Hodnotenie metód 3540 (Soxhlet) a 3550 (Sonikácia) na hodnotenie analytov z pevných vzoriek v prílohe IX,” S-CUBED, Správa o zmluve EPA 68-03-33-75, Pracovné zadanie č. 03, Dokument č. SSS-R- 88-9436, október 1988.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Ultrazvukové homogenizátory tkanív sa často označujú ako sondový sonikátor, sonický lyzér, ultrazvukový disruptor, ultrazvuková brúska, sono-ruptor, sonifikátor, zvukový dismembrator, narušiteľ buniek, ultrazvukový dispergátor alebo rozpúšťač. Rôzne pojmy vyplývajú z rôznych aplikácií, ktoré môžu byť splnené sonikáciou.
Rôzne veľkosti sonotród pre UP200Ht