EPA3550 Vodnik za ultrazvočno ekstrakcijo
Ultrazvočna ekstrakcija je zelena, okolju prijazna metoda ekstrakcije, ki jo je mogoče uporabiti tako za majhne laboratorijske vzorce kot tudi za ekstrakcijo dragocenih spojin v komercialnem proizvodnem obsegu. Agencija za varstvo okolja Združenih držav Amerike (EPA) priporoča različne analitične kemijske in značilne metodologije testiranja, vzorčenje in spremljanje okolja ter zagotavljanje kakovosti v podporo zakonu o ohranjanju in obnovi virov (RCRA). Za ultrazvočno podprto ekstrakcijo je EPA izdala naslednje smernice:
METODA 3550C – Ultrazvočna ekstrakcija
1. Področje uporabe in uporaba
Poleg tega so metode SW-846, z izjemo zahtevane uporabe metod za analizo parametrov, opredeljenih z metodo, mišljene kot usmerjevalne metode, ki vsebujejo splošne informacije o tem, kako izvesti analitski postopek ali tehniko, ki jo laboratorij lahko uporabi kot osnovno izhodišče za izdelavo lastnega podrobnega standardnega operativnega postopka (SOP), bodisi za lastno splošno uporabo bodisi za specifično projektno aplikacijo. Podatki o učinkovitosti, vključeni v to metodo, so samo za namene usmerjanja in niso namenjeni in ne smejo biti uporabljeni kot absolutno merilo sprejemljivosti QC za namene akreditacije laboratorija.
1.1 Ta metoda opisuje postopek za ekstrakcijo nehlapnih in polhlapnih organskih spojin iz trdnih snovi, kot so tla, mulji in odpadki. Ultrazvočni postopek zagotavlja tesen stik matrice vzorca s topilom za ekstrakcijo.
1.2 Ta metoda je razdeljena na dva postopka, ki temeljita na pričakovani koncentraciji organskih spojin. Postopek nizke koncentracije (oddelek 11.3) velja za posamezne organske sestavine, ki se pričakujejo pri koncentraciji manj ali enaki 20 mg/kg, in uporablja večjo velikost vzorca in tri zaporedne ekstrakcije (nižje koncentracije je težje ekstrahirati). Postopek srednje / visoke koncentracije (razdelek 11.4) je za posamezne organske sestavine, za katere se pričakuje, da so višji od 20 mg/kg, in uporablja manjši vzorec in enkratno ekstrakcijo.
1.3 Zelo priporočljivo je, da se izvlečki pred analizo očistijo (npr. z uporabo metode iz serije 3600).
1.4 Da bi dosegli največjo učinkovitost ekstrakcije, je bistvenega pomena, da se metoda (vključno z navodili proizvajalca) izrecno upošteva. Glej razdelek 11.0 za razpravo o kritičnih vidikih postopka ekstrakcije. Preberite navodila proizvajalca glede posebnih nastavitev delovanja.
1.5 Ta metoda opisuje najmanj tri sisteme ekstrakcijskih topil, ki se lahko uporabijo za različne skupine analitov (glej razdelek 7.4). Uporabijo se lahko tudi drugi sistemi topil, pod pogojem, da se lahko dokaže ustrezna učinkovitost za analite, ki jih zanima. Izbira ekstrakcijskega topila bo odvisna od analitov, ki jih zanimajo, in nobeno posamezno topilo ni univerzalno uporabno za vse analitne skupine. Zaradi pomislekov glede učinkovitosti ultrazvočne ekstrakcije, zlasti pri koncentracijah blizu ali pod približno 10 μg / kg, je nujno, da analitik dokaže delovanje specifičnega sistema topil in pogoje delovanja za analite, ki jih zanima, in koncentracije, ki jih zanima. Ta dokaz velja za vse uporabljene sisteme topil, vključno s tistimi, ki so posebej navedeni v tej metodi. Takšen prikaz bo zajemal vsaj začetni prikaz strokovnosti, opisan v metodi 3500, z uporabo čiste referenčne matrike. Metoda 8000 opisuje postopke, ki se lahko uporabijo za razvoj meril učinkovitosti za takšne prikaze, kot tudi za rezultate matriksnih konic in laboratorijskih kontrolnih vzorcev.
1.6 EPA ugotavlja, da so objavljeni podatki o učinkovitosti ultrazvočne ekstrakcije v zvezi z organofosfornimi pesticidi pri nizkih koncentracijah dela na milijardo (ppb) in manj. Zato bi morala biti uporaba te metode zlasti za te spojine podprta s podatki o učinkovitosti, kot so tisti, ki so opisani zgoraj in v metodi 3500.
1.7 Pred uporabo te metode se analitikom svetuje, da se posvetujejo z osnovno metodo za vsako vrsto postopka, ki se lahko uporabi v celotni analizi (npr. metode 3500, 3600, 5000 in 8000), za dodatne informacije o postopkih nadzora kakovosti, razvoju meril sprejemljivosti QC, izračunih in splošnih smernicah. Analitiki naj se seznanijo tudi z izjavo o omejitvi odgovornosti na sprednji strani priročnika in informacijami v drugem poglavju za navodila o predvideni prožnosti pri izbiri metod, aparatur, materialov, reagentov in zalog ter o odgovornostih analitika za dokazovanje, da so uporabljene tehnike primerne za zadevne analite v zadevni matriki, in na stopnjah, ki vzbujajo zaskrbljenost.
Poleg tega analitikom in uporabnikom podatkov svetujemo, da, razen če je to izrecno določeno v uredbi, uporaba metod SW-846 ni obvezna kot odziv na zvezne zahteve za testiranje. Informacije, ki jih vsebuje ta metoda, zagotavlja EPA kot smernice, ki jih analitik in regulirana skupnost uporabita pri presoji, ki je potrebna za ustvarjanje rezultatov, ki izpolnjujejo cilje kakovosti podatkov za predvideno uporabo.
1.8 Uporaba te metode je omejena na uporabo s strani ali pod nadzorom ustrezno izkušenih in usposobljenih analitikov. Vsak analitik mora dokazati sposobnost ustvarjanja sprejemljivih rezultatov s to metodo. Kot je navedeno zgoraj, so takšni dokazi specifični za zadevne analite in uporabljeni sistem topil, pa tudi za postopke za vzorce z nizko in srednjo/visoko koncentracijo.
VialTweeter za ultrazvočno pripravo vzorca
2. Povzetek metode
2.1 Postopek nizke koncentracije — Vzorec zmešamo z brezvodnim natrijevim sulfatom, da nastane prosto tekoči prašek. Zmes trikrat ekstrahiramo s topilom z ultrazvočno ekstrakcijo. Ekstrakt se loči od vzorca z vakuumsko filtracijo ali centrifugiranjem. Ekstrakt je pripravljen za končno koncentracijo, čiščenje in / ali analizo.
2.2 Postopek srednje / visoke koncentracije — Vzorec zmešamo z brezvodnim natrijevim sulfatom, da nastane prosto tekoči prašek. To se enkrat ekstrahira s topilom z ultrazvočno ekstrakcijo. Del ekstrakta se zbere za čiščenje in / ali analizo.
3. Opredelitve pojmov
Glej prvo poglavje in navodila proizvajalca za opredelitve, ki bi lahko bile pomembne za to metodo.
4. Motnje
4.1 Topila, reagenti, steklovina in druga strojna oprema za obdelavo vzorcev lahko povzročijo artefakte in/ali motnje pri analizi vzorca. Za vse te materiale je treba dokazati, da v pogojih analize niso motenj z analizo slepih vzorcev metode.
Morda bo potrebna posebna izbira reagentov in čiščenje topil z destilacijo v celosteklenih sistemih. Glej vsako metodo, ki se uporablja za posebne smernice o postopkih nadzora kakovosti, in četrto poglavje za splošne smernice o čiščenju steklovine.
4.2 Interference so običajno specifične za analite, ki jih zanima. Zato glej metodo 3500 in ustrezne determinativne metode za posebna navodila o interferencijah ekstrakcije.
5. Varnost
Ta metoda ne obravnava vseh varnostnih vprašanj, povezanih z njeno uporabo. Laboratorij je odgovoren za vzdrževanje varnega delovnega okolja in trenutno ozaveščenost o predpisih OSHA o varnem ravnanju s kemikalijami, navedenimi v tej metodi. Referenčna dokumentacija varnostnih listov bi morala biti na voljo vsemu osebju, vključenemu v te analize.
6. Oprema in zaloge
Omemba trgovskih imen ali komercialnih izdelkov v tem priročniku je samo za ponazoritvene namene in ne predstavlja odobritve EPA ali izključnega priporočila za uporabo. Izdelki in nastavitve instrumentov, navedeni v metodah SW-846, predstavljajo tiste izdelke in nastavitve, ki so bili uporabljeni med razvojem metode ali naknadno ocenjeni s strani Agencije. Lahko se uporabijo steklovina, reagenti, zaloge, oprema in nastavitve, ki niso navedene v tem priročniku, pod pogojem, da je bila dokazana in dokumentirana učinkovitost metode, ki ustreza predvideni uporabi.
V tem oddelku ni navedena običajna laboratorijska steklena posoda (npr. čaše in bučke).
6.2 Ultrazvočna priprava — Uporabiti je treba napravo tipa roga, opremljeno s titanovo konico ali napravo, ki bo zagotovila ustrezno zmogljivost. (npr. UP200Ht ali UP200St)
6.2.1 Ultrazvočni motilec — Motilec mora imeti najmanjšo moč 300 vatov, z zmogljivostjo pulziranja. Priporočljiva je naprava, ki je zasnovana za zmanjšanje zvoka kavitacije. Upoštevajte navodila proizvajalca za pripravo motilca za ekstrakcijo vzorcev z nizkimi in srednjimi/visokimi koncentracijami. (npr. UP400S)
6.2.2 Uporabite 3/4-palčni rog za postopek metode nizke koncentracije in 1/8-palčni koničasti mikrovrh, pritrjen na 1/2-palčni rog za postopek srednje / visoke koncentracije.
6.3 Zvočna zaščitna škatla – Da bi se izognili poškodbam sluha, je priporočljiva uporaba zvočne zaščite (npr. zvočna zaščitna škatla SPB-L). S tem se lahko kavitacijski hrup procesa ultrazvočnega razbijanja znatno zmanjša.
Nadaljnja oprema
6.4.1 Sušilna pečica — Sposoben vzdrževati 105 °C.
6.4.2 Eksikator.
6.4.3 Lončki — Porcelan ali aluminij za enkratno uporabo.
6.5 Pasteurjeve pipete — 1 ml, steklo, za enkratno uporabo.
6.7 Aparatura za vakuumsko ali tlačno filtracijo
6.7.1 Buchnerjev lijak
6.7.2 Filtrirni papir
6.8 Kuderna-danski (K-D) aparat
6.8.1 Koncentratorska cev — 10 ml, diplomirala. Za preprečevanje izhlapevanja ekstraktov se uporablja zamašek iz brušenega stekla.
6.8.2 Bučka za izhlapevanje — 500 ml. Bučko pritrdite na cevek koncentratorja z vzmetmi, sponkami ali enakovrednimi elementi.
6.8.3 Snyderjev stolpec — Makro s tremi kroglicami.
6.8.4 Snyderjev stolpec — Mikro z dvema kroglicama.
6.8.5 Vzmeti — 1/2 palca.
6.9 Sistem za rekuperacijo hlapov topil.
OPOMBA: Ta steklovina je priporočljiva za pridobivanje topil med postopki koncentracije, ki zahtevajo uporabo Kuderna-Danish koncentratorjev za izhlapevanje. Vključitev te naprave lahko zahtevajo zvezni, državni ali lokalni občinski predpisi, ki urejajo emisije hlapnih organskih snovi v zrak. EPA priporoča vključitev te vrste sistema za predelavo kot metodo za izvajanje programa za zmanjšanje emisij. Predelava topil je sredstvo za uskladitev s pobudami za zmanjšanje količine odpadkov in preprečevanje onesnaževanja.
6.10 Vrelni čips — Ekstrahirano s topilom, približno 10/40 mesh (silicijev karbid ali enakovreden).
6.11 Vodna kopel — Ogrevan, s koncentričnim obročnim pokrovom, ki lahko uravnava temperaturo na ± 5 °C. Kopel je treba uporabljati v pokrovu.
6.12 Ravnotežje — Zgornja obremenitev, ki lahko natančno tehta do 0,01 g.
6.13 Viale — 2 ml, za avtomatski vzorčevalnik GC, opremljen s politetrafluoroetilenom (PTFE) obloženimi navojnimi pokrovčki ali stisnjenimi vrhovi.
6.14 Steklene viale za scintilacijo — 20 ml, opremljen z navojnimi pokrovčki, obloženimi s PTFE.
6.15 Lopatica — Nerjaveče jeklo ali PTFE.
6.16 Kolona za sušenje — 20-milimetrska kromatografska kolona iz borosilikatnega stekla s stekleno volno na dnu.
OPOMBA: Kolone s steklenimi ploščicami je težko dekontaminirati, potem ko so bile uporabljene za sušenje visoko onesnaženih ekstraktov. Kolone brez fritov je mogoče kupiti.
Uporabite majhno blazinico iz steklene volne, da ohranite adsorbent. Blazinico iz steklene volne predhodno sperite s 50 ml acetona, nato pa 50 ml elucijskega topila, preden kolono napolnite z adsorbentom.
6.17 Aparatura za izhlapevanje dušika (neobvezno) — N-Evap, 12- ali 24-položajni (organomacijski model 112 ali enakovreden).
7. Reagenti in standardi
7.2 Voda z reagentom brez organskih snovi. Vsa sklicevanja na vodo v tej metodi se nanašajo na vodo brez organskih reagentov, kot je opredeljeno v prvem poglavju.
7.3 Natrijev sulfat (zrnat, brezvoden), Na2SO4. Očistite s segrevanjem pri 400 °C 4 ure v plitvem pladnju ali s predhodnim čiščenjem natrijevega sulfata s metilen kloridom. Če je natrijev sulfat predhodno očiščen z metilen kloridom, je treba analizirati slepo metodo, ki dokazuje, da natrijev sulfat ne moti.
7.4 Ekstrakcijska topila
Vzorce je treba ekstrahirati s sistemom topil, ki zagotavlja optimalno, ponovljivo izkoristek zanimivih analitov iz matriksa vzorca pri želenih koncentracijah. Izbira ekstrakcijskega topila bo odvisna od analitov, ki jih zanimajo, in nobeno posamezno topilo ni univerzalno uporabno za vse analitne skupine. Ne glede na uporabljeni sistem topil, vključno s tistimi, ki so posebej navedeni v tej metodi, mora analitik dokazati ustrezno delovanje za analite, ki jih zanima, na želenih ravneh. Takšen prikaz bo zajemal vsaj začetni prikaz strokovnosti, opisan v metodi 3500, z uporabo čiste referenčne matrike. Metoda 8000 opisuje postopke, ki se lahko uporabijo za razvoj meril učinkovitosti za takšne prikaze, kot tudi za rezultate matriksnih konic in laboratorijskih kontrolnih vzorcev.
Številni sistemi topil, opisani spodaj, vključujejo kombinacijo topila, ki se meša z vodo, kot je aceton, in topila, ki se ne meša z vodo, kot je metilen klorid ali heksan. Namen topila, ki se meša z vodo, je olajšati ekstrakcijo mokrih trdnih snovi, tako da mešani topili omogoča, da prodre skozi plast vode na površini trdnih delcev. Topilo, ki se ne meša z vodo, ekstrahira organske spojine s podobnimi polarnostmi. Tako se za nepolarne analite, kot so PCB-ji, pogosto uporablja nepolarno topilo, kot je heksan, medtem ko se za polarne analite lahko uporablja polarno topilo, kot je metilen klorid. Polarnost acetona lahko pomaga tudi pri ekstrakciji polarnih analitov v sistemih z mešanimi topilami.
Tabela 1 vsebuje primere podatkov o predelavi za izbrane polhlapne organske spojine, ekstrahirane iz NIST SRM z uporabo različnih sistemov ekstrakcijskih topil. Naslednja poglavja vsebujejo navodila za izbiro topil za različne razrede analitov.
Vsa topila morajo biti kakovosti pesticidov ali enakovredne. Topila se lahko pred uporabo razplinijo.
7.4.1 Polhlapne organske snovi se lahko ekstrahirajo z acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ali acetonom/metilen kloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organoklorovi pesticidi se lahko ekstrahirajo z acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ali acetonom/metilen kloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB se lahko ekstrahirajo z acetonom/heksanom (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ali acetonom/metilen kloridom (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) ali heksanom (C6H14).
7.4.4 Uporabijo se lahko tudi drugi sistemi s topili, če lahko analitik dokaže ustrezno delovanje za analite, ki jih zanima, pri zanimivih koncentracijah v matriksu vzorca (glej metodo 3500).
7.5 Zamenjajte topila — Z uporabo nekaterih determinativnih metod je treba ekstrakcijsko topilo zamenjati s topilom, ki je združljivo z instrumenti, uporabljenimi v tej determinativni metodi. Glej determinativno metodo, ki se uporablja za izbiro ustreznega topila za izmenjavo. Vsa topila morajo biti kakovosti pesticidov ali enakovredne. Primeri izmenjevalnih topil so navedeni spodaj.
7.5.1 Heksan, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cikloheksan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Zvočna zaščitna škatla SPB-L bistveno zmanjša kavitacijski hrup ultrazvočne obdelave.
8. Zbiranje, konzerviranje in shranjevanje vzorcev
8.1 Glej uvodno gradivo k četrtemu poglavju, “Organski analiti” Metoda 3500 in posebne determinativne metode, ki jih je treba uporabiti.
8.2 Trdne vzorce, ki jih je treba odvzeti s tem postopkom, je treba zbrati in shraniti kot vse druge trdne vzorce, ki vsebujejo polhlapne organske snovi.
9. Nadzor kakovosti
9.2 Začetni prikaz strokovnosti
Vsak laboratorij mora dokazati začetno strokovnost z vsako kombinacijo priprave vzorca in determinativne metode, ki jo uporablja, z ustvarjanjem podatkov sprejemljive točnosti in natančnosti za ciljne analite v čistem matriksu. Laboratorij mora tudi ponoviti dokazovanje strokovnosti vsakič, ko se usposabljajo novi člani osebja ali se izvedejo pomembne spremembe v instrumentaciji. Glejte metodo 8000 za informacije o tem, kako dokazati strokovnost.
9.3 Najprej mora analitik pred obdelavo vzorcev dokazati, da so vsi deli opreme, ki so v stiku z vzorcem in reagenti, brez motenj. To se doseže z analizo slepe metode. Kot stalno preverjanje je treba vsakič, ko se vzorci ekstrahirajo, očistijo in analizirajo ter ko pride do spremembe reagentov, ekstrahirati slepo metodo in analizirati za zanimive spojine kot zaščito pred kronično laboratorijsko kontaminacijo.
9.4 Za vse slepe vzorce metode, vzorce z matriksnimi konicami ali ponovljene vzorce je treba uporabiti enake analitske postopke (razdelek 11.0), kot so uporabljeni na dejanskih vzorcih.
9.5 Pri tej metodi je treba uporabljati standardne prakse zagotavljanja kakovosti, ki so vključene v ustrezne dokumente o sistematičnem načrtovanju in laboratorijske SOP. Zabeležiti je treba vse obratovalne pogoje instrumentov.
9.6 Glej tudi metodo 3500 za postopke kontrole kakovosti ekstrakcije in priprave vzorcev ter determinativne metode, ki se uporabljajo za določajoče postopke kontrole kakovosti.
9.7 Kadar so navedeni v ustrezni determinativni metodi, je treba pred ekstrakcijo vsem vzorcem dodati nadomestne standarde. Za več informacij glejte metodi 3500 in 8000 ter ustrezne determinativne metode.
9.8 Kot je bilo že omenjeno, mora biti uporaba katere koli ekstrakcijske tehnike, vključno z ultrazvočno ekstrakcijo, podprta s podatki, ki dokazujejo delovanje specifičnega sistema topil in pogoje delovanja za zadevne analite na zanimivih ravneh v matriksu vzorca.
10. Kalibracija in standardizacija
S tem postopkom ekstrakcije vzorca ni neposredno povezanih korakov kalibracije ali standardizacije.
11. Postopek
Kot je navedeno v oddelku 1.4, ultrazvočna ekstrakcija morda ni tako stroga metoda kot druge metode ekstrakcije za tla / trdne snovi. Zato je ključnega pomena, da se ta metoda izrecno upošteva (vključno z navodili proizvajalca), da se doseže največja učinkovitost ekstrakcije. Za uspešno uporabo te tehnike vsaj:
11.1 Ravnanje z vzorci
11.1.2 Vzorci odpadkov — Vzorce, ki so sestavljeni iz več faz, je treba pred ekstrakcijo pripraviti s postopkom ločevanja faz, opisanim v drugem poglavju. Ta postopek ekstrakcije velja samo za trdne snovi.
11.1.3 Vzorci suhih odpadkov, primerni za mletje — Odpadke zmeljemo ali kako drugače razdelimo tako, da bodisi gredo skozi 1-milimetrsko sito ali pa se lahko iztisnejo skozi 1-milimetrsko luknjo. V aparaturo za mletje vnesemo dovolj vzorca, da po mletju dobimo vsaj 10 g.
POZOR: Sušenje in mletje je treba izvajati v pokrovu, da se prepreči kontaminacija laboratorija.
11.1.4 Gumijasti, vlaknasti ali oljni materiali, ki jih ni mogoče mleti — Te materiale razrežemo, razrežemo ali kako drugače zmanjšamo, da omogočimo mešanje in čim večjo izpostavljenost vzorčnih površin za ekstrakcijo.
11.2 Določanje odstotka suhe teže — Kadar je treba rezultate vzorca izračunati na podlagi suhe teže, je treba sočasno z deležem, uporabljenim za analitsko določanje, stehtati ločen del vzorca.
POZOR: Sušilna pečica mora biti v pokrovu ali prezračena. Močno onesnažen vzorec nevarnih odpadkov lahko povzroči znatno laboratorijsko kontaminacijo.
Takoj po tehtanju alikvota vzorca, ki ga je treba ekstrahirati, stehtajte dodatnih 5 do 10 g alikvota vzorca v tarirani lonček. Ta alikvot posušite čez noč pri 105 °C. Pred tehtanjem pustite, da se ohladi v eksikatorju.
Odstotek suhe teže se izračuna na naslednji način:
% suhe teže = (g suhega vzorca/g vzorca) x 100
Ta alikvot, sušen v pečici, se ne uporablja za ekstrakcijo in ga je treba ustrezno odstraniti, ko se določi suha teža.
11.3 Postopek ekstrakcije nizke koncentracije
Ta postopek se uporablja za trdne vzorce, za katere se pričakuje, da vsebujejo manj ali enako 20 mg/kg organskih analiz.
Koraki pred ultrazvočnim razbijanjem
11.3.1 Naslednje korake je treba izvesti hitro, da bi se izognili izgubi bolj hlapnih ekstraktivnih snovi.
11.3.1.1 V 400-litrsko čašo odtehtajte približno 30 g vzorca. Zabeležite maso na 0,1 g natančno.
11.3.1.2 Za vzorec v vsaki seriji, izbrani za boditve, dodamo 1,0 ml raztopine matriksa. Oglejte si metodo 3500 za navodila za ustrezno izbiro spojin in koncentracij. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.3.1.3 Vsem vzorcem, vzorcem z obogatitvijo, vzorcem kontrole kakovosti in slepim vzorcem dodamo 1,0 ml nadomestne standardne raztopine. Za navodila o ustrezni izbiri nadomestnih spojin in koncentracij glejte metodo 3500. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.3.1.4 Če je treba uporabiti čiščenje prepustnosti gela (glej metodo 3640), mora analitik dodati dvakratni volumen nadomestne raztopine (in raztopine za bodljenje matriksa, kjer je to primerno) ali koncentrirati končni ekstrakt na polovico normalne prostornine, da nadomesti polovico ekstrakta, ki se izgubi zaradi obremenitve kolone GPC. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.3.1.5 Neporozne ali mokre vzorce (gumijaste ali glinene), ki nimajo prosto tekoče peščene teksture, je treba z lopatico zmešati s 60 g brezvodnega natrijevega sulfata. Po potrebi lahko dodamo več natrijevega sulfata. Po dodajanju natrijevega sulfata mora vzorec prosto tekoči. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.3.1.6 Takoj dodamo 100 ml ekstrakcijskega topila ali mešanice topil (glej oddelek 7.4 in tabelo 2 za informacije o izbiri topil).
11.3.2 Spodnjo površino konice 3/4-palčnega motilnega roga postavimo približno 1/2 palca pod površino topila, vendar nad plast usedline.
OPOMBA: Prepričajte se, da je ultrazvočni rog / sonotroda pravilno nameščen v skladu z navodili proizvajalca.
11.3.3 Vzorec se ekstrahira ultrazvočno za 3 minute, pri čemer je izhodna regulacija nastavljena na 100 % (polna moč) ali na nastavitev moči, ki jo priporoča proizvajalec, stikalo za način vklopi impulz (pulzna energija namesto neprekinjene energije) in odstotek delovnega cikla je nastavljen na 50 % (energija na 50 % časa in izklopljena 50 % časa). Ne uporabljajte sonde z mikrokonicami.
11.3.4 Ekstrakt prelijemo in filtriramo skozi filtrirni papir (npr. Whatman št. 41 ali enakovreden lijak) v Buchnerjevem lijaku, ki je pritrjen na čisto 500-ml filtracijsko bučko. Druga možnost je, da ekstrakt prelijemo v steklenico za centrifugiranje in centrifugiramo pri nizki hitrosti, da odstranite delce.
11.3.5 Ekstrakcijo ponovimo še dvakrat z dvema dodatnima 100-ml odmerkoma čistega topila. Po vsaki ultrazvočni ekstrakciji dekantirajte topilo. Po končni ultrazvočni ekstrakciji nalijte celoten vzorec v Buchnerjev lijak, čašo sperite z ekstrakcijskim topilom in dodajte izpiranje v lijak.
Koraki po ultrazvočnem razbivanju
11.3.6 Če je potrebno, se ekstrakt pred analizo koncentrira v skladu s postopkom iz oddelka 11.5. V nasprotnem primeru nadaljujte z oddelkom 11.7.
UP200St z mikro konico za ultrazvočno razbijanje vzorcev
11.4 Postopek ekstrakcije srednje / visoke koncentracije
Ta postopek se uporablja za trdne vzorce, za katere se pričakuje, da vsebujejo več kot 20 mg/kg organskih analitov.
Koraki pred ultrazvočnim razbijanjem
11.4.2 Za vzorec v vsaki seriji, izbrani za boditve, dodamo 1,0 ml raztopine matriksa. Oglejte si metodo 3500 za navodila za ustrezno izbiro spojin in koncentracij. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.4.3 Vsem vzorcem, vzorcem z obogatitvijo, vzorcem za preverjanje kakovosti in slepim vzorcem dodamo 1,0 ml nadomestne raztopine. Oglejte si metodo 3500 za navodila za ustrezno izbiro spojin in koncentracij. Glej tudi opombo v oddelku 11.3.
11.4.4 Če je treba uporabiti čiščenje prepustne moči z gelom (glej metodo 3640), mora analitik dodati dvakratni volumen nadomestne raztopine (in raztopine za bodljenje matriksa, kjer je to primerno) ali koncentrirati končni ekstrakt na polovico normalne prostornine, da nadomesti polovico ekstrakta, ki se izgubi zaradi obremenitve kolone GPC.
11.4.5 Neporozne ali mokre vzorce (gumijaste ali glinene), ki nimajo prosto tekoče peščene teksture, je treba z lopatico zmešati z 2 g brezvodnega natrijevega sulfata. Po potrebi lahko dodamo več natrijevega sulfata. Po dodajanju natrijevega sulfata mora vzorec prosto tekoči (glej opombo v oddelku 11.3).
11.4.6 Takoj se doda volumna topila, ki je potrebna, da se končna prostornina poveča na 10,0 ml, ob upoštevanju dodane prostornine nadomestkov in konic matriksa (glej razdelek 7.4 in tabelo 2 za informacije o izbiri topil).
11.4.7 Izvlecite vzorec z 1/8-palčno koničasto ultrazvočno sondo z mikrovrhom za 2 minuti pri izhodni krmiljalni nastavitvi 5 in s preklopom načina impulza in odstotkom delovnega cikla pri 50%.
11.4.8 Pasteurjevo pipeto za enkratno uporabo ohlapno zapakirajte z 2 do 3 cm steklene volne. Ekstrakt vzorca filtriramo skozi stekleno volno in ekstrakt zberemo v primerno posodo. Iz vzorca ni mogoče pridobiti celih 10 ml ekstrakcijskega topila. Zato mora analitik zbrati prostornino, ki ustreza občutljivosti determinativne metode, ki jo je treba uporabiti. Na primer, za metode, pri katerih ni potrebno nadaljnje koncentriranje ekstrakta (npr. Metoda 8081 običajno uporablja končni volumen ekstrakta 10 ml), se ekstrakt lahko zbere v scintilacijski viali ali drugi posodi, ki jo je mogoče zapreti. Za ekstrakte, ki bodo potrebovali nadaljnjo koncentracijo, je priporočljivo zbrati standardno prostornino za vse take vzorce, da se poenostavi izračun končnih rezultatov vzorca. Na primer, zberite 5,0 ml ekstrakta v čisto koncentratorsko cev. Ta prostornina predstavlja natanko polovico celotne prostornine izvirnega ekstrakta vzorca. Po potrebi upoštevajte “izguba” polovice ekstrakta v izračunih končnega vzorca ali koncentrirajte končni ekstrakt na polovico nazivne končne prostornine (npr. 0,5 ml v primerjavi z 1,0 ml), da se nadomesti izguba.
11.4.9 Če je potrebno, se ekstrakt pred analizo koncentrira v skladu s postopkom iz oddelka 11.5 ali 11.6. V nasprotnem primeru nadaljujte z oddelkom 11.7.
Tehnike koncentracije
Kadar je to potrebno za izpolnjevanje meril občutljivosti, se lahko ekstrakti vzorcev iz postopka ekstrakcije z nizko koncentracijo ali srednjo/visoko koncentracijo koncentrirajo do končnega volumna, ki je potreben za uporabo determinacijske metode in posebne uporabe, pri čemer se uporabi tehnika K-D ali izhlapevanje dušika.
11.5.1 Sestavite koncentrator Kuderna-danske (K-D) tako, da pritrdite 10-ml koncentratorsko cev na bučko za izhlapevanje ustrezne velikosti.
11.5.2 Ekstrakt se posuši tako, da se spusti skozi sušilno kolono, ki vsebuje približno 10 g brezvodnega natrijevega sulfata. Posušen ekstrakt zberemo v koncentrator K-D.
11.5.3 Sperite zbirno epruveto in sušilno kolono v bučko K-D z dodatnim 20-ml vehiklom, da se doseže količinski prenos.
11.5.4 V bučko dodamo enega ali dva čista vrelca in pritrdimo Snyderjevo kolono s tremi kroglicami. Stekleno posodo za rekuperacijo hlapov topila (kondenzator in naprava za zbiranje, glej razdelek 6.9) pritrdite na Snyderjevo kolono aparature K-D v skladu z navodili proizvajalca. Snyderjevo kolono predhodno navlažite tako, da na vrh kolone dodate približno 1 ml metilen klorida (ali drugega primernega topila). Napravo K-D postavite na vročo vodno kopel (15 – 20 ES nad vreliščem topila), tako da je koncentratorska cev delno potopljena v vročo vodo in se celotna spodnja zaobljena površina bučke prekrije z vročo paro. Po potrebi prilagodimo navpični položaj aparature in temperaturo vode, da dokončamo koncentracijo v 10 – 20 min. Pri pravilni stopnji destilacije bodo kroglice kolone aktivno klepetale, vendar komore ne bodo poplavile. Ko navidezna prostornina tekočine doseže 1 ml, odstranite aparaturo K-D iz vodne kopeli in pustite, da odteče in se ohladi vsaj 10 minut.
POZOR: Ne pustite, da se ekstrakt posuši, saj bo to povzročilo hudo izgubo nekaterih analitov. Organofosforni pesticidi so še posebej dovzetni za takšne izgube.
11.5.4.1 Če je potrebna izmenjava topila (kot je navedeno v tabeli 2 ali ustrezna determinativna metoda), za trenutek odstranite Snyderjevo kolono, dodajte 50 ml izmenjevalnega topila in nov vreli čip.
11.5.4.2 Ponovno pritrdite Snyderjev stolpec. Ekstrakt koncentriramo in po potrebi dvignemo temperaturo vodne kopeli, da ohranimo ustrezno hitrost destilacije.
11.5.5 Odstranite stolpec Snyder. Bučko K-D in spodnje sklepe Snyderjeve kolone sperite v koncentratorsko cev z 1 – 2 ml topila. Ekstrakt se lahko dodatno koncentrira z uporabo ene od tehnik, opisanih v oddelku 11.6, ali pa se prilagodi na končni volumen 5,0 – 10,0 ml z uporabo ustreznega topila (glejte preglednico 2 ali ustrezno determinativno metodo). Če so prisotni kristali žvepla, nadaljujte z metodo 3660 za čiščenje.
11.6 Če je potrebna nadaljnja koncentracija, uporabite tehniko mikro-Snyderjeve kolone (glej razdelek 11.6.1) ali tehniko izhlapevanja dušika (glej razdelek 11.6.2).
11.6.1 Tehnika mikro-Snyderjeve kolone
11.6.1.1 V koncentratorsko cev dodamo svež čisti vrelišče in pritrdimo mikro-Snyderjevo kolono z dvema kroglicama neposredno na koncentratorsko cev. Stekleno posodo za rekuperacijo hlapov topila (kondenzator in naprava za zbiranje) pritrdite na mikro-Snyderjevo kolono aparature K-D v skladu z navodili proizvajalca. Snyderjevo kolono predhodno navlažimo tako, da na vrh kolone dodamo 0,5 ml metilen klorida ali izmenjevalnega topila. Mikrokoncentracijsko aparaturo postavimo v vročo vodno kopel, tako da je koncentratorska cev delno potopljena v vročo vodo. Po potrebi prilagodimo navpični položaj aparature in temperaturo vode, da dokončamo koncentracijo v 5 – 10 min. Pri pravilni stopnji destilacije bodo kroglice kolone aktivno klepetale, vendar komore ne bodo poplavile.
11.6.1.2 Ko navidezna prostornina tekočine doseže 0,5 ml, odstranite aparaturo iz vodne kopeli in pustite, da odteče in se ohladi vsaj 10 minut. Odstranite Snyderjevo kolono in sperite spodnje sklepe v koncentratorsko cev z 0,2 ml topila. Končni volumen ekstrakta prilagodite na 1,0 – 2,0 ml.
POZOR: Ne pustite, da se ekstrakt posuši, saj bo to povzročilo hudo izgubo nekaterih analitov. Organofosforni pesticidi so še posebej dovzetni za takšne izgube.
11.6.2 Tehnika izhlapevanja dušika
11.6.2.1 Koncentratorsko epruveto postavimo v toplo kopel (30 °C) in z nežnim tokom čistega, suhega dušika (filtriramo skozi kolono aktivnega oglja) izparimo do 0,5 ml.
POZOR: Med lovilcem ogljika in vzorcem se ne sme uporabljati novih plastičnih cevi, ker lahko povzročijo ftalatne motnje.
11.6.2.2 Med koncentracijo večkrat sperite notranjo steno koncentratorske cevi s topilom. Med izhlapevanjem postavite koncentratorsko cev, da se prepreči kondenzacija vode v ekstraktu. Pri običajnih postopkih se ekstrakt ne sme posušiti.
POZOR: Ne pustite, da se ekstrakt posuši, saj bo to povzročilo hudo izgubo nekaterih analitov. Organofosforni pesticidi so še posebej dovzetni za takšne izgube.
11.7 Izvleček se lahko zdaj očisti ali analizira za ciljne analite z uporabo ustrezne determinativne tehnike. Če nadaljnjega ravnanja z ekstraktom ne boste izvedli takoj, zamašite koncentratorsko cev in jo shranite v hladilniku. Če bo ekstrakt shranjen dlje kot 2 dni, ga je treba prenesti v vialo, opremljeno z navojnim pokrovčkom s PTFE, in ga ustrezno označiti.
12. Analiza podatkov in izračuni
S tem postopkom ekstrakcije ni nobenih izračunov, ki bi bili izrecno povezani. Glej ustrezno determinativno metodo za izračun končnih rezultatov vzorca.
13. Izvedba metode
14. Preprečevanje onesnaževanja
14.1 Preprečevanje onesnaževanja zajema vsako tehniko, ki zmanjšuje ali odpravlja količino in/ali toksičnost odpadkov na mestu nastajanja. V laboratorijskem delovanju obstajajo številne možnosti za preprečevanje onesnaževanja. EPA je vzpostavila prednostno hierarhijo tehnik ravnanja z okoljem, ki preprečevanje onesnaževanja postavlja kot možnost upravljanja prve izbire. Kadar je to izvedljivo, bi moralo laboratorijsko osebje uporabljati tehnike preprečevanja onesnaževanja za obravnavanje nastajanja odpadkov. Kadar odpadkov ni mogoče mogoče zmanjšati pri viru, agencija priporoča recikliranje kot naslednjo najboljšo možnost.
14.2 Za informacije o preprečevanju onesnaževanja, ki se lahko uporabljajo za laboratorije in raziskovalne ustanove, se obrnite na Manj je bolje: Laboratorijsko kemično ravnanje za zmanjšanje odpadkov, ki je na voljo pri Oddelku za vladne odnose in znanstveno politiko Ameriškega kemijskega društva, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Ravnanje z odpadki
nape in klopi, ki so v skladu s črko in duhom vseh dovoljenj in predpisov za odvajanje kanalizacije ter z upoštevanjem vseh predpisov o trdnih in nevarnih odpadkih, zlasti pravil za identifikacijo nevarnih odpadkov in omejitev odstranjevanja zemljišč. Za dodatne informacije o ravnanju z odpadki si oglejte Priročnik za ravnanje z odpadki za laboratorijsko osebje, ki je na voljo pri Ameriškem kemijskem društvu na naslovu, navedenem v oddelku 14.2.
16. Viri
- AMERIŠKA AGENCIJA ZA GOSPODARSKO ENERGIJO, “Medlaboratorijska primerjalna študija: metode za hlapne in polhlapne spojine,” Laboratorij za sisteme za spremljanje okolja, Urad za raziskave in razvoj, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “Vrednotenje metod 3540 (Soxhlet) in 3550 (ultrazvočna obdelava) za vrednotenje analitov iz trdnih vzorcev v Dodatku IX,” S-CUBED, Poročilo za pogodbo EPA 68-03-33-75, delovna naloga št. 03, dokument št. SSS-R- 88-9436, oktober 1988.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Ultrazvočni homogenizatorji tkiva se pogosto imenujejo sondni sonikator, zvočni lizator, ultrazvočni motilec, ultrazvočni mlinček, sono-ruptor, sosilifikator, zvočni dismembrator, motilec celic, ultrazvočni razpršilec ali raztapljač. Različni izrazi izhajajo iz različnih aplikacij, ki jih je mogoče izpolniti z ultrazvočnim razbijanjem.
Različne velikosti sonotrode za UP200Ht