Ultrazvukom asistovaná extrakcia pri bode zákalu

Cloud point extraction (CPE) je predanalytický postup na separáciu a predkoncentráciu analytov. V kombinácii s ultrazvukom možno extrakciu pri bode zákalu zintenzívniť, čím sa proces stáva účinnejším, rýchlejším a šetrnejším k životnému prostrediu. Ultrazvukom asistovaná extrakcia pri bode zákalu znižuje spotrebu rozpúšťadiel a čas extrakcie a zároveň poskytuje výrazne vysoké faktory obohatenia analytov.

Ako funguje extrakcia pri bode zákalu?

Cloud point extraction (CPE) je separačná technika používaná na extrakciu a predkoncentráciu analytov z matrice vzorky. Táto metóda zahŕňa tvorbu zákalu z miciel alebo agregátov kvapalných kryštálov v matrici vzorky pri určitej teplote známej ako bod zákalu. Analyty sa solubilizujú v micelárnej fáze, ktorú možno oddeliť od matrice vzorky centrifugáciou alebo filtráciou.
Techniku CPE možno použiť na rôzne matrice vzoriek vrátane vody, biologických tekutín a environmentálnych vzoriek. Bežne sa používa na extrakciu organických zlúčenín, ako sú fenoly, polycyklické aromatické uhľovodíky (PAHs) a pesticídy, z komplexných matríc.
Čo znamená extrakcia pri bode zákalu?
Cloud point extraction využíva fyzikálnu premenu kvapalín pri určitej teplote, pri ktorej sa kvapalina zakalí. Bod zákalu v kvapalinách je teplota, pod ktorou v priehľadnom roztoku dochádza buď k separácii fáz kvapalina–kvapalina za vzniku emulzie, alebo k fázovému prechodu kvapalina–tuhá látka za vzniku stabilného sólu alebo suspenzie, z ktorej sa usádza zrazenina.
Princíp fungovania extrakcie pri bode zákalu: Cloud point extraction (CPE) využíva špecifické fázové správanie neiónových povrchovo aktívnych látok vo vodných roztokoch, pri ktorom dochádza k separácii fáz po dosiahnutí určitej teploty – takzvaného bodu zákalu – a/alebo po pridaní chelatačného činidla. Hlavnou hnacou silou separácie pri extrakcii pri bode zákalu je hydrofóbna interakcia medzi analytom a povrchovo aktívnou látkou, ktorá umožňuje zachytiť analyty vo forme rôznych komplexov kovov vo fáze bohatej na neiónovú povrchovo aktívnu látku.
CPE má niekoľko výhod oproti tradičným extrakčným metódam, ako sú extrakcia na tuhej fáze a extrakcia kvapalina–kvapalina. Je to jednoduchá a nákladovo efektívna technika, ktorá vyžaduje len malé množstvo organických rozpúšťadiel. Možno ju použiť aj na selektívnu extrakciu konkrétnych analytov a ľahko ju kombinovať s inými analytickými technikami, ako sú chromatografia a spektroskopia, na kvantitatívnu analýzu analytov.
CPE má však aj určité obmedzenia, napríklad potrebu dôslednej regulácie teploty a možnosť interferencie iných zložiek matrice. Napriek týmto obmedzeniam je CPE sľubnou technológiou, ktorej účinnosť možno ešte zvýšiť kombináciou so sonikáciou.

Ako sonikácia zvyšuje účinnosť extrakcie pri bode zákalu?

Ultrazvuk možno použiť na podporu a zlepšenie cloud point extraction (CPE) viacerými spôsobmi. Pri ultrazvukovom spracovaní sa využívajú vysokofrekvenčné zvukové vlny na vytváranie kavitačných bublín v kvapalnom médiu. Keď tieto bubliny kolabujú, lokálne vytvárajú vysoké teploty a tlaky, ktoré môžu narušiť matricu vzorky a zlepšiť solubilizáciu analytov v micelárnej fáze počas CPE.
 
Tu je niekoľko spôsobov, ktorými môže ultrazvuk podporiť a zlepšiť CPE:

1. Podpora tvorby miciel: Ultrazvuk môže podporiť tvorbu miciel zlepšením kontaktu medzi molekulami povrchovo aktívnej látky a matricou vzorky. To môže viesť k rýchlejšej a účinnejšej solubilizácii analytov v micelárnej fáze, čo vedie k vyšším výťažkom extrakcie.
2. Skrátenie času extrakcie: Ultrazvuk môže skrátiť čas extrakcie potrebný na CPE zrýchlením prenosu hmoty analytov z matrice vzorky do micelárnej fázy. Je to spôsobené mechanickými účinkami ultrazvuku na matricu vzorky, ktoré môžu narušiť medzimolekulové sily zadržiavajúce analyty v matrici.
3. Zlepšenie účinnosti extrakcie: Ultrazvuk môže zlepšiť účinnosť extrakcie pri CPE zlepšením kontaktu medzi molekulami povrchovo aktívnej látky a analytmi. To môže viesť k úplnejšej solubilizácii analytov v micelárnej fáze, čo vedie k vyššej účinnosti extrakcie.
4. Zvýšenie citlivosti: Ultrazvuk môže zvýšiť citlivosť CPE zlepšením predkoncentrácie analytov v micelárnej fáze. To môže umožniť detekciu analytov pri nižších koncentráciách, než by bolo možné bez predkoncentrácie.

Celkovo môže byť ultrazvuk užitočným nástrojom na zlepšenie výsledkov CPE podporou tvorby miciel, skrátením času extrakcie, zlepšením účinnosti extrakcie a zvýšením citlivosti.

Nájdite vhodný ultrazvukový prístroj na extrakciu pri bode zákalu

Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne sofistikované ultrazvukové riešenia na účinnú, časovo úspornú a používateľsky prívetivú prípravu vzoriek na extrakciu pri bode zákalu a predanalytické spracovanie. Či už chcete pri extrakcii pri bode zákalu sonikovať jednotlivé vzorky, viacero vzoriek alebo mikrotitračné / viacjamkové platničky, máme ideálny ultrazvukový prístroj pre váš extrakčný postup.
Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad našich ultrazvukových prístrojov na prípravu vzoriek a extrakciu. Kliknutím na typ prístroja získate viac informácií o jednotlivých ultrazvukových homogenizátoroch. Náš dôkladne vyškolený technický personál s dlhoročnými skúsenosťami vám rád pomôže vybrať najvhodnejší ultrazvukový prístroj na prípravu vašich vzoriek!