Водич за ултразвучну екстракцију EPA3550
Ултразвучна екстракција је зелена, еколошки прихватљива метода екстракције која се може применити како на мале лабораторијске узорке тако и за екстракцију вредних једињења у комерцијалном обиму производње. Агенција за заштиту животне средине Сједињених Америчких Држава (EPA) препоручује различите методологије аналитичке хемије и испитивања карактеристика, узорковање и праћење стања животне средине, као и успостављене мере обезбеђења квалитета ради подршке спровођењу Закона о очувању и обнављању ресурса (RCRA). За екстракцију потпомогнуту ултразвуком, EPA је објавила следеће смернице:
МЕТОДА 3550C – Ултразвучна екстракција
1. Област примене и примена
Поред тога, методе SW-846, осим када је њихова примена обавезна за анализу параметара дефинисаних методом, замишљене су као смернице које садрже опште информације о томе како се спроводи аналитички поступак или техника, а које лабораторија може користити као основно полазиште за израду сопствене детаљне стандардне оперативне процедуре (SOP), било за сопствену општу употребу или за примену у конкретном пројекту. Подаци о перформансама наведени у овој методи служе искључиво као смернице и нису намењени нити се смеју користити као апсолутни критеријуми прихватљивости контроле квалитета (QC) за потребе акредитације лабораторије.
1.1 Ова метода описује поступак екстракције неиспарљивих и полуиспарљивих органских једињења из чврстих материјала као што су земљишта, муљеви и отпад. Ултразвучни процес обезбеђује присан контакт матрице узорка са растварачем за екстракцију.
1.2 Ова метода је подељена на два поступка, у зависности од очекиване концентрације органских једињења. Поступак за ниске концентрације (одељак 11.3) намењен је појединачним органским компонентама чија се концентрација очекује на нивоу мањем од или једнаком 20 mg/kg и користи већу количину узорка и три узастопне екстракције (ниже концентрације се теже екстрахују). Поступак за средње/високе концентрације (одељак 11.4) намењен је појединачним органским компонентама чија се концентрација очекује на нивоу већем од 20 mg/kg и користи мању количину узорка и једну екстракцију.
1.3 Изричито се препоручује да се екстракти пре анализе подвргну неком облику пречишћавања (нпр. применом методе из серије 3600).
1.4 Од пресудног је значаја да се метода (укључујући упутства произвођача) строго поштује како би се постигла максимална ефикасност екстракције. Разматрање критичних аспеката поступка екстракције погледајте у одељку 11.0. За конкретна радна подешавања погледајте упутства произвођача.
1.5 Ова метода описује најмање три система растварача за екстракцију који се могу применити за различите групе аналита (видети одељак 7.4). Могу се применити и други системи растварача, под условом да се могу доказати одговарајуће перформансе за аналите од интереса. Избор растварача за екстракцију зависиће од аналита од интереса и ниједан растварач није универзално применљив на све групе аналита. Због забринутости у погледу ефикасности ултразвучне екстракције, нарочито при концентрацијама близу или испод приближно 10 μg/kg, неопходно је да аналитичар докаже перформансе конкретног система растварача и радних услова за аналите и концентрације од интереса. Ово доказивање односи се на сваки примењени систем растварача, укључујући оне који су изричито наведени у овој методи. Такво доказивање мора, у најмању руку, обухватити почетно доказивање оспособљености описано у методи 3500, уз употребу чисте референтне матрице. Метода 8000 описује поступке који се могу користити за развој критеријума перформанси за таква доказивања, као и за резултате добијене за узорке матрице обогаћене стандардом и лабораторијске контролне узорке.
1.6 EPA напомиње да постоје ограничени објављени подаци о ефикасности ултразвучне екстракције органофосфорних пестицида при ниским концентрацијама реда делова на милијарду (ppb) и нижим. Стога би примену ове методе нарочито за ова једињења требало поткрепити подацима о перформансама, попут оних размотрених изнад и у методи 3500.
1.7 Пре примене ове методе, аналитичарима се саветује да погледају основну методу за сваки тип поступка који се може применити у целокупној анализи (нпр. методе 3500, 3600, 5000 и 8000) ради додатних информација о поступцима контроле квалитета, развоју критеријума прихватљивости QC, прорачунима и општим смерницама. Аналитичари би такође требало да погледају изјаву о ограничавању одговорности на почетку приручника и информације у другом поглављу ради смерница о предвиђеној флексибилности при избору метода, апаратуре, материјала, реагенаса и потрошног материјала, као и о одговорностима аналитичара да докаже да су примењене технике одговарајуће за аналите од интереса, у матрици од интереса и на нивоима од значаја.
Поред тога, аналитичарима и корисницима података се указује на то да, осим када је то изричито наведено у пропису, примена метода SW-846 није обавезна за испуњавање савезних захтева за испитивање. Информације садржане у овој методи EPA даје као смернице које аналитичари и субјекти на које се прописи односе треба да користе при доношењу процена неопходних за добијање резултата који испуњавају циљеве квалитета података за предвиђену примену.
1.8 Ову методу смеју да примењују само аналитичари са одговарајућим искуством и обуком или лица под њиховим надзором. Сваки аналитичар мора да докаже способност добијања прихватљивих резултата овом методом. Као што је претходно наведено, таква доказивања су специфична за аналите од интереса и коришћени систем растварача, као и за поступке за узорке са ниским и средњим/високим концентрацијама.
Соникатор за више узорака „VialTweeter“ за истовремену припрему узорака у више затворених бочица и епрувета
2. Сажет опис методе
2.1 Поступак за ниске концентрације – Узорак се меша са анхидрованим натријум-сулфатом да би се добио сипки прах. Смеша се три пута екстрахује растварачем применом ултразвучне екстракције. Екстракт се одваја од узорка вакуумском филтрацијом или центрифугирањем. Екстракт је спреман за завршно концентрисање, пречишћавање и/или анализу.
2.2 Поступак за средње / високе концентрације – Узорак се меша са анхидрованим натријум-сулфатом да би се добио сипки прах. Тако добијени прах се једном екстрахује растварачем применом ултразвучне екстракције. Део екстракта се сакупља за пречишћавање и/или анализу.
3. Дефиниције
Дефиниције које могу бити релевантне за ову методу потражите у првом поглављу и упутствима произвођача.
4. Интерференције
4.1 Растварачи, реагенси, лабораторијско стаклено посуђе и друга опрема за обраду узорака могу изазвати артефакте и/или интерференције при анализи узорака. Анализом слепих проба методе мора се доказати да ниједан од ових материјала не изазива интерференције у условима анализе.
Могу бити неопходни посебан избор реагенаса и пречишћавање растварача дестилацијом у системима израђеним у потпуности од стакла. Конкретне смернице о поступцима контроле квалитета потражите у свакој методи која ће се користити, а опште смернице о чишћењу лабораторијског стакленог посуђа у четвртом поглављу.
4.2 Интерференције су обично специфичне за аналите од интереса. Зато конкретне смернице о интерференцијама при екстракцији потражите у методи 3500 и одговарајућим методама одређивања.
5. Безбедност
Ова метода не обухвата сва безбедносна питања повезана са њеном применом. Лабораторија је одговорна за одржавање безбедног радног окружења и ажурне збирке прописа OSHA о безбедном руковању хемикалијама наведеним у овој методи. Референтна збирка безбедносних листова за материјале (MSDS) треба да буде доступна свим запосленима укљученим у ове анализе.
6. Опрема и прибор
Помињање трговачких назива или комерцијалних производа у овом приручнику служи само као илустрација и не представља одобрење агенције EPA нити искључиву препоруку за употребу. Производи и подешавања инструмената наведени у методама SW-846 представљају производе и подешавања који су коришћени током развоја метода или које је Агенција накнадно оценила. Могу се користити и лабораторијско стаклено посуђе, реагенси, прибор, опрема и подешавања који нису наведени у овом приручнику, под условом да су доказане и документоване перформансе методе које одговарају предвиђеној примени.
У овом одељку није наведено уобичајено лабораторијско стаклено посуђе (нпр. лабораторијске чаше и тиквице).
6.2 Ултразвучна припрема – Мора се користити уређај са сонотродом опремљеном титанијумским врхом или уређај који обезбеђује одговарајуће перформансе. (нпр. UP200Ht или UP200St)
6.2.1 Ултразвучни разарач – Разарач мора имати снагу од најмање 300 вати и могућност импулсног рада. Препоручује се уређај пројектован за смањење звука кавитације. Следите упутства произвођача за припрему разарача за екстракцију узорака са ниским и средњим/високим концентрацијама. (нпр. UP400S)
6.2.2 За поступак методе за ниске концентрације користите сонотроду од 3/4 инча, а за поступак методе за средње/високе концентрације користите конусни микроврх од 1/8 инча причвршћен на сонотроду од 1/2 инча.
6.3 Звучноизолациона кутија – Да би се избегло оштећење слуха, препоручује се употреба звучноизолационог кућишта (нпр. звучноизолационе кутије SPB-L). Тиме се кавитациона бука током соникације може знатно смањити.
Додатна опрема
6.4.1 Сушница – Са могућношћу одржавања температуре од 105 degC.
6.4.2 Ексикатор.
6.4.3 Лончићи за жарење – Порцелански или алуминијумски за једнократну употребу.
6.5 Пастерове пипете – 1 mL, стаклене, за једнократну употребу.
6.7 Апаратура за филтрацију под вакуумом или притиском
6.7.1 Бихнеров левак
6.7.2 Филтер-папир
6.8 Кудерна-Даниш (K-D) апаратура
6.8.1 Епрувета за концентрисање – 10 mL, градуисана. За спречавање испаравања екстраката користи се брушени стаклени чеп.
6.8.2 Балон за испаравање – 500 mL. Причврстите балон за епрувету за концентрисање помоћу опруга, стега или еквивалентних средстава.
6.8.3 Снајдерова колона – Макро, са три куглице.
6.8.4 Снајдерова колона – Микро, са две куглице.
6.8.5 Опруге – 1/2 инча.
6.9 Систем за рекуперацију пара растварача.
НАПОМЕНА: Ово лабораторијско стаклено посуђе препоручује се за рекуперацију растварача током поступака концентрисања који захтевају употребу Кудерна-Даниш испаривачких концентратора. Уградња ове апаратуре може бити обавезна према савезним, државним или локалним општинским прописима који регулишу емисије испарљивих органских једињења у ваздух. EPA препоручује уградњу овог типа система за рекуперацију као начин спровођења програма смањења емисија. Рекуперација растварача је средство за усклађивање са иницијативама за смањење отпада и спречавање загађења.
6.10 Каменчићи за кључање – Претходно екстраховани растварачем, приближно 10/40 mesh (силицијум-карбид или еквивалентан материјал).
6.11 Водено купатило – Са грејањем и поклопцем са концентричним прстеновима, са могућношћу регулације температуре у границама ± 5 degC. Купатило треба користити у дигестору.
6.12 Вага – Са горњим тасом, са могућношћу прецизног мерења масе до најближих 0,01 g.
6.13 Вијале – 2 mL, за GC аутоматски узоркивач, опремљене навојним затварачима или затварачима за кримповање са облогом од политетрафлуороетилена (PTFE).
6.14 Стаклене сцинтилационе вијале – 20 mL, опремљене навојним затварачима са PTFE облогом.
6.15 Шпатула – Од нерђајућег челика или PTFE.
6.16 Колона за сушење – Хроматографска колона од боросиликатног стакла, унутрашњег пречника 20 mm, са стакленом вуном на дну.
НАПОМЕНА: Колоне са дисковима од синтерованог стакла тешко се деконтаминирају након употребе за сушење јако контаминираних екстраката. Могу се купити колоне без фрита.
Користите мали јастучић од стаклене вуне за задржавање адсорбенса. Пре пуњења колоне адсорбенсом, претходно исперите јастучић од стаклене вуне са 50 mL ацетона, а затим са 50 mL растварача за елуирање.
6.17 Апаратура за испаравање у струји азота (опционо) – N-Evap, са 12 или 24 места (Organomation Model 112 или еквивалентан уређај).
7. Реагенси и стандарди
7.2 Реагенсна вода без органских материја. Сва помињања воде у овој методи односе се на реагенсну воду без органских материја, како је дефинисана у првом поглављу.
7.3 Натријум-сулфат (гранулисан, безводни), Na2SO4. Пречистити загревањем на 400 degC током 4 сата у плиткој посуди или претходним чишћењем натријум-сулфата метилен-хлоридом. Ако се натријум-сулфат претходно чисти метилен-хлоридом, треба анализирати слепу пробу методе како би се показало да натријум-сулфат не изазива интерференције.
7.4 Растварачи за екстракцију
Узорке треба екстраховати системом растварача који обезбеђује оптималан, поновљив аналитички принос циљних аналита из матрикса узорка, при концентрацијама од интереса. Избор растварача за екстракцију зависиће од циљних аналита и ниједан појединачни растварач није универзално применљив на све групе аналита. Који год систем растварача да се користи, укључујући оне који су изричито наведени у овој методи, аналитичар мора да докаже одговарајуће перформансе за циљне аналите, при нивоима од интереса. Такав доказ мора да обухвати, у најмању руку, почетно доказивање оспособљености описано у методи 3500, уз употребу чистог референтног матрикса. Метода 8000 описује поступке који се могу користити за развој критеријума перформанси за таква доказивања, као и за резултате добијене за узорке матрикса са додатком стандарда и лабораторијске контролне узорке.
Многи од система растварача описаних у наставку обухватају комбинацију растварача који се меша са водом, као што је ацетон, и растварача који се не меша са водом, као што су метилен-хлорид или хексан. Сврха растварача који се меша са водом јесте да олакша екстракцију влажних чврстих материјала тако што смеши растварача омогућава да продре кроз слој воде на површини чврстих честица. Растварач који се не меша са водом екстрахује органска једињења сличне поларности. Тако се неполарни растварач, као што је хексан, често користи за неполарне аналите, као што су полихлоровани бифенили (PCBs), док се поларни растварач, попут метилен-хлорида, може користити за поларне аналите. Поларност ацетона такође може помоћи у екстракцији поларних аналита у мешовитим системима растварача.
Табела 1 даје примере података о аналитичком приносу за одабрана полуиспарљива органска једињења екстрахована из стандардног референтног материјала NIST (SRM) применом различитих система растварача за екстракцију. Следећи одељци дају смернице за избор растварача за различите класе аналита.
Сви растварачи треба да буду квалитета за анализу пестицида или еквивалентног квалитета. Растварачи се могу дегазирати пре употребе.
7.4.1 Полуиспарљива органска једињења могу се екстраховати смешом ацетона и хексана (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) или смешом ацетона и метилен-хлорида (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Органохлорни пестициди могу се екстраховати смешом ацетона и хексана (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) или смешом ацетона и метилен-хлорида (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 Полихлоровани бифенили (PCBs) могу се екстраховати смешом ацетона и хексана (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), смешом ацетона и метилен-хлорида (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) или хексаном (C6H14).
7.4.4 Могу се користити и други системи растварача, под условом да аналитичар може да докаже одговарајуће перформансе за циљне аналите, при концентрацијама од интереса, у матриксу узорка (видети методу 3500).
7.5 Растварачи за замену – При примени неких метода одређивања, растварач за екстракцију мораће да се замени растварачем који је компатибилан са инструментима који се користе у тој методи одређивања. За избор одговарајућег растварача за замену погледати методу одређивања која ће се користити. Сви растварачи морају бити квалитета за анализу пестицида или еквивалентног квалитета. Примери растварача за замену дати су у наставку.
7.5.1 Хексан, C6H14
7.5.2 2-пропанол, (CH3)2CHOH
7.5.3 Циклохексан, C6H12
7.5.4 Ацетонитрил, CH3CN
7.5.5 Метанол, CH3OH
Кућиште за заштиту од буке SPB-L знатно смањује кавитациону буку током соникације.
8. Узорковање, конзервација и чување узорака
8.1 Видети уводни материјал у четвртом поглављу, „Органски аналити“, методу 3500 и конкретне методе одређивања које ће се примењивати.
8.2 Чврсте узорке који ће бити екстраховани овим поступком треба прикупљати и чувати као и све друге чврсте узорке који садрже полуиспарљива органска једињења.
9. Контрола квалитета
9.2 Почетно доказивање оспособљености
Свака лабораторија мора да докаже почетну оспособљеност за сваку комбинацију припреме узорка и методе одређивања коју користи, добијањем података прихватљиве тачности и прецизности за циљне аналите у чистом матриксу. Лабораторија такође мора да понови доказивање оспособљености сваки пут када се обучавају нови чланови особља или када се изврше значајне промене на инструментима. За информације о томе како се спроводи доказивање оспособљености, видети методу 8000.
9.3 На почетку, пре обраде било којих узорака, аналитичар треба да докаже да сви делови опреме који су у контакту са узорком и реагенсима не узрокују интерференције. То се постиже анализом слепе пробе методе. Као сталну проверу, сваки пут када се узорци екстрахују, пречишћавају и анализирају, као и када дође до промене реагенаса, треба екстраховати слепу пробу методе и анализирати је на једињења од интереса, као меру заштите од хроничне контаминације у лабораторији.
9.4 Све слепе пробе методе, узорке матрикса са додатком стандарда или поновљене узорке треба подвргнути истим аналитичким поступцима (одељак 11.0) као и стварне узорке.
9.5 При примени ове методе треба користити стандардне поступке обезбеђења квалитета наведене у одговарајућим документима систематског планирања и лабораторијским стандардним оперативним поступцима (SOP). Треба бележити све радне услове инструмената.
9.6 За поступке контроле квалитета екстракције и припреме узорака такође видети методу 3500, а за поступке контроле квалитета одређивања видети методе одређивања које ће се примењивати.
9.7 Када су наведени у одговарајућој методи одређивања, сурогатне стандарде треба додати свим узорцима пре екстракције. За више информација видети методе 3500 и 8000, као и одговарајуће методе одређивања.
9.8 Као што је раније наведено, примена било које технике екстракције, укључујући ултразвучну екстракцију, треба да буде поткрепљена подацима који доказују перформансе конкретног система растварача и радних услова за аналите од интереса, на нивоима од интереса, у матриксу узорка.
10. Калибрација и стандардизација
Не постоје кораци калибрације или стандардизације који су непосредно повезани са овим поступком екстракције узорака.
11. Поступак
Као што је наведено у одељку 1.4, ултразвучна екстракција можда није тако темељна метода као друге методе екстракције за земљишта/чврсте материјале. Стога је од пресудног значаја да се ова метода строго следи (укључујући упутства произвођача) како би се постигла максимална ефикасност екстракције. За успешну примену ове технике неопходно је најмање следеће:
11.1 Руковање узорцима
11.1.2 Узорци отпада – Узорци који се састоје од више фаза морају се пре екстракције припремити поступком раздвајања фаза описаним у другом поглављу. Овај поступак екстракције намењен је искључиво чврстим материјалима.
11.1.3 Узорци сувог отпада погодни за млевење – Самлети или на други начин уситнити отпад тако да пролази кроз сито са отворима од 1 mm или да се може истиснути кроз отвор од 1 mm. Унети довољну количину узорка у апарат за млевење да се након млевења добије најмање 10 g.
ОПРЕЗ: Сушење и млевење треба обављати у дигестору како би се избегла контаминација лабораторије.
11.1.4 Гумасти, влакнасти или уљасти материјали који нису погодни за млевење – Исећи, исцепкати или на други начин уситнити ове материјале како би се омогућило мешање и максимално излагање површина узорка током екстракције.
11.2 Одређивање процента суве масе – Када резултате за узорак треба израчунати на основу суве масе, потребно је одмерити посебан део узорка истовремено са делом који се користи за аналитичко одређивање.
ОПРЕЗ: Сушница треба да буде смештена у дигестору или да има одвод ваздуха. Узорак веома контаминираног опасног отпада може изазвати значајну контаминацију лабораторије.
Одмах након одмеравања аликвота узорка намењеног екстракцији, одмерити додатни аликвот узорка од 5 до 10 g у тарирани лончић. Сушити овај аликвот преко ноћи на 105 degC. Пре мерења масе оставити да се охлади у ексикатору.
Израчунати проценат суве масе на следећи начин:
% суве масе = (g сувог узорка / g узорка) x 100
Овај аликвот осушен у сушници не користи се за екстракцију и треба га одложити на одговарајући начин након одређивања суве масе.
11.3 Поступак екстракције за ниске концентрације
Овај поступак се примењује на чврсте узорке за које се очекује да садрже највише 20 mg/kg органских аналита.
Кораци пре соникације
11.3.1 Следеће кораке треба извести брзо како би се избегао губитак испарљивијих супстанци које се могу екстраховати.
11.3.1.1 Одмерите приближно 30 g узорка у лабораторијску чашу од 400-mL. Забележите масу са прецизношћу од 0,1 g.
11.3.1.2 У узорак из сваке серије који је одабран за обогаћивање додајте 1,0 mL раствора за обогаћивање матрикса. Погледајте Методу 3500 за смернице о одговарајућем избору једињења за обогаћивање матрикса и њихових концентрација. Такође погледајте напомену у одељку 11.3.
11.3.1.3 Додајте 1,0 mL раствора сурогатних стандарда у све узорке, обогаћене узорке, узорке за контролу квалитета (QC) и слепе пробе. Погледајте Методу 3500 за смернице о одговарајућем избору сурогатних једињења и њихових концентрација. Такође погледајте напомену у одељку 11.3.
11.3.1.4 Ако ће се примењивати пречишћавање гел-пермеационом хроматографијом (видети Методу 3640), аналитичар треба или да дода двоструку запремину раствора сурогатних стандарда за обогаћивање (и раствора за обогаћивање матрикса, где је применљиво), или да концентрише коначни екстракт на половину уобичајене запремине, како би надокнадио половину екстракта која се губи услед наношења на GPC колону. Такође погледајте напомену у одељку 11.3.
11.3.1.5 Непорозни или влажни узорци (гумасти или глиновити) који немају сипку, песковиту текстуру морају се помоћу шпатуле помешати са 60 g анхидрованог натријум-сулфата. По потреби се може додати још натријум-сулфата. Након додавања натријум-сулфата, узорак треба да буде сипак. Такође погледајте напомену у одељку 11.3.
11.3.1.6 Одмах додајте 100 mL екстракционог растварача или смеше растварача (за информације о избору растварача видети одељак 7.4 и табелу 2).
11.3.2 Поставите доњу површину врха рога ултразвучног дезинтегратора од 3/4 инча приближно 1/2 инча испод површине растварача, али изнад слоја седимента.
НАПОМЕНА: Уверите се да је ултразвучни рог / сонотрода правилно монтиран у складу са упутствима произвођача.
11.3.3 Екстрахујте узорак ултразвуком током 3 min, са регулацијом излазне снаге подешеном на 100% (пуна снага) или на снагу коју препоручује произвођач, прекидачем режима рада подешеним на импулсни режим (импулсно уместо континуалног довођења енергије) и процентом радног циклуса подешеним на 50% (енергија је укључена 50% времена и искључена 50% времена). Немојте користити сонду са микроврхом.
11.3.4 Декантујте екстракт и филтрирајте га кроз филтер-папир (нпр. Whatman бр. 41 или еквивалентан) у Бихнеровом левку који је причвршћен на чисту боцу за филтрацију од 500-mL. Алтернативно, декантујте екстракт у боцу за центрифугирање и центрифугирајте при малој брзини да бисте уклонили честице.
11.3.5 Поновите екстракцију још два пута са две додатне порције чистог растварача од по 100-mL. После сваке ултразвучне екстракције одлијте растварач декантовањем. После последње ултразвучне екстракције сипајте цео узорак у Бихнеров левак, исперите лабораторијску чашу екстракционим растварачем и додајте течност од испирања у левак.
Кораци после соникације
11.3.6 Ако је потребно, концентришите екстракт пре анализе пратећи поступак из одељка 11.5. У супротном, пређите на одељак 11.7.
UP200St са микроврхом за соникацију узорака
11.4 Поступак екстракције за средње / високе концентрације
Овај поступак се примењује на чврсте узорке за које се очекује да садрже више од 20 mg/kg органских аналита.
Кораци пре соникације
11.4.2 Узорку из сваке серије који је изабран за обогаћивање додајте 1,0 mL раствора за обогаћивање матрикса. Смернице за одговарајући избор једињења за обогаћивање матрикса и њихових концентрација потражите у методи 3500. Погледајте и напомену у одељку 11.3.
11.4.3 Додајте 1,0 mL раствора сурогата за обогаћивање свим узорцима, обогаћеним узорцима, узорцима за контролу квалитета (QC) и слепим пробама. Смернице за одговарајући избор једињења за обогаћивање матрикса и њихових концентрација потражите у методи 3500. Погледајте и напомену у одељку 11.3.
11.4.4 Ако ће се примењивати пречишћавање гел-пермеационом хроматографијом (видети методу 3640), аналитичар треба или да дода двоструку запремину раствора сурогата за обогаћивање (и раствора за обогаћивање матрикса, где је применљиво), или да концентрује коначни екстракт до половине уобичајене запремине, како би надокнадио половину екстракта која се губи услед наношења на GPC колону.
11.4.5 Непорозни или влажни узорци (гумасти или глиновити) који немају сипку, песковиту текстуру морају се помоћу шпатуле помешати са 2 g безводног натријум-сулфата. По потреби се може додати још натријум-сулфата. Након додавања натријум-сулфата, узорак треба да буде сипак (видети напомену у одељку 11.3).
11.4.6 Одмах додајте онолико растварача колико је потребно да коначна запремина буде 10,0 mL, узимајући у обзир додату запремину сурогата и додатака за обогаћивање матрикса (информације о избору растварача видети у одељку 7.4 и табели 2).
11.4.7 Екстрахујте узорак ултразвучном сондом са суженим микроврхом од 1/8 инча током 2 min, са регулатором излазне снаге подешеним на 5, прекидачем режима рада постављеним на пулсни режим и радним циклусом од 50%.
11.4.8 Растресито напуните Пастерову пипету за једнократну употребу слојем стаклене вуне од 2 до 3 cm. Филтрирајте екстракт узорка кроз стаклену вуну и сакупите екстракт у одговарајућу посуду. Из узорка се не може издвојити свих 10 mL растварача за екстракцију. Стога аналитичар треба да сакупи запремину која одговара осетљивости методе одређивања која ће се користити. На пример, за методе које не захтевају даље концентровање екстракта (нпр. метода 8081 обично користи коначну запремину екстракта од 10 mL), екстракт се може сакупити у сцинтилациону бочицу или другу посуду која се може затворити. За екстракте који ће захтевати даље концентровање препоручљиво је сакупити стандардну запремину за све такве узорке како би се поједноставило израчунавање коначних резултата за узорке. На пример, сакупите 5,0 mL екстракта у чисту епрувету за концентровање. Ова запремина представља тачно половину укупне запремине првобитног екстракта узорка. По потреби узмите у обзир „губитак“ половине екстракта у коначним прорачунима за узорак или концентрујте коначни екстракт до половине номиналне коначне запремине (нпр. 0,5 mL уместо 1,0 mL) како бисте надокнадили губитак.
11.4.9 Ако је потребно, концентрујте екстракт пре анализе према поступку из одељка 11.5 или одељка 11.6. У супротном, пређите на одељак 11.7.
Технике концентрисања
Када је то неопходно ради испуњавања критеријума осетљивости, екстракти узорака добијени поступком екстракције за ниске концентрације или поступком за средње/високе концентрације могу се концентровати до коначне запремине неопходне за предвиђену методу одређивања и конкретну примену, применом K-D технике или упаравањем у струји азота.
11.5.1 Саставите Kuderna-Danish (K-D) концентратор тако што ћете цев за концентровање запремине 10 mL причврстити на балон за упаравање одговарајуће величине.
11.5.2 Осушите екстракт пропуштањем кроз колону за сушење која садржи око 10 g безводног натријум-сулфата. Сакупите осушени екстракт у K-D концентратор.
11.5.3 Исперите цев за сакупљање и колону за сушење додатном порцијом растварача од 20 mL у K-D балон како бисте постигли квантитативан пренос.
11.5.4 Додајте једно или два чиста зрнца за кључање у балон и причврстите Snyder колону са три куглице. Причврстите стаклену апаратуру за рекуперацију пара растварача (кондензатор и уређај за сакупљање, видети одељак 6.9) на Snyder колону K-D апаратуре, пратећи упутства произвођача. Претходно навлажите Snyder колону додавањем око 1 mL метилен-хлорида (или другог погодног растварача) на врх колоне. Поставите K-D апаратуру на врело водено купатило (15 – 20 EC изнад тачке кључања растварача) тако да цев за концентровање буде делимично уроњена у врелу воду, а да цела доња заобљена површина балона буде изложена врелој пари. По потреби подесите вертикални положај апаратуре и температуру воде како бисте завршили концентровање за 10 – 20 min. При одговарајућој брзини дестилације куглице у колони ће се жустро померати уз звецкање, али се коморе неће преплавити. Када привидна запремина течности достигне 1 mL, уклоните K-D апаратуру из воденог купатила и оставите је да се оцеди и охлади најмање 10 min.
ОПРЕЗ: Не дозволите да се екстракт упари до сува, јер ће то довести до великог губитка неких аналита. Органофосфорни пестициди су нарочито подложни таквим губицима.
11.5.4.1 Ако је неопходна замена растварача (како је наведено у табели 2 или одговарајућој методи одређивања), накратко уклоните Snyder колону, додајте 50 mL заменског растварача и ново зрнце за кључање.
11.5.4.2 Поново причврстите Snyder колону. Концентрујте екстракт, повећавајући температуру воденог купатила, ако је потребно, како бисте одржали одговарајућу брзину дестилације.
11.5.5 Уклоните Snyder колону. Исперите K-D балон и доње спојеве Snyder колоне са 1 – 2 mL растварача у цев за концентровање. Екстракт се може додатно концентровати применом једне од техника наведених у одељку 11.6, или му се запремина може подесити на коначних 5,0 – 10,0 mL помоћу одговарајућег растварача (видети табелу 2 или одговарајућу методу одређивања). Ако су присутни кристали сумпора, пређите на методу 3660 ради пречишћавања.
11.6 Ако је потребно додатно концентровање, примените технику са микро-Snyder колоном (видети одељак 11.6.1) или технику упаравања у струји азота (видети одељак 11.6.2).
11.6.1 Техника са микро-Snyder колоном
11.6.1.1 Додајте ново, чисто зрнце за кључање у цев за концентровање и причврстите микро-Snyder колону са две куглице директно на цев за концентровање. Причврстите стаклену апаратуру за рекуперацију пара растварача (кондензатор и уређај за сакупљање) на микро-Snyder колону K-D апаратуре, пратећи упутства произвођача. Претходно навлажите Snyder колону додавањем 0,5 mL метилен-хлорида или заменског растварача на врх колоне. Поставите апаратуру за микроконцентровање у врело водено купатило тако да цев за концентровање буде делимично уроњена у врелу воду. По потреби подесите вертикални положај апаратуре и температуру воде како бисте завршили концентровање за 5 – 10 min. При одговарајућој брзини дестилације куглице у колони ће се жустро померати уз звецкање, али се коморе неће преплавити.
11.6.1.2 Када привидна запремина течности достигне 0,5 mL, уклоните апаратуру из воденог купатила и оставите је да се оцеди и охлади најмање 10 min. Уклоните Snyder колону и исперите њене доње спојеве са 0,2 mL растварача у цев за концентровање. Подесите коначну запремину екстракта на 1,0 – 2,0 mL.
ОПРЕЗ: Не дозволите да се екстракт упари до сува, јер ће то довести до великог губитка неких аналита. Органофосфорни пестициди су нарочито подложни таквим губицима.
11.6.2 Техника упаравања у струји азота
11.6.2.1 Поставите цев за концентровање у топло купатило (30 degC) и упарите растварач до запремине од 0,5 mL користећи благу струју чистог, сувог азота (филтрираног кроз колону са активним угљем).
ОПРЕЗ: Између клопке са активним угљем и узорка не смеју се користити нова пластична црева, јер могу унети фталате који изазивају интерференције.
11.6.2.2 Током концентровања неколико пута исперите унутрашњи зид цеви за концентровање растварачем. Током упаравања поставите цев за концентровање тако да се избегне кондензовање воде у екстракт. При уобичајеним поступцима не сме се дозволити да се екстракт осуши.
ОПРЕЗ: Не дозволите да се екстракт упари до сува, јер ће то довести до великог губитка неких аналита. Органофосфорни пестициди су нарочито подложни таквим губицима.
11.7 Екстракт се сада може подвргнути поступцима пречишћавања или анализирати на циљне аналите применом одговарајуће технике одређивања или више њих. Ако се даља обрада екстракта неће обавити одмах, затворите цев за концентровање чепом и чувајте је у фрижидеру. Ако ће се екстракт чувати дуже од 2 дана, треба га пренети у вијалу са навојним затварачем обложеним PTFE-ом и одговарајуће означити.
12. Анализа података и прорачуни
Нема прорачуна који су изричито повезани са овим поступком екстракције. За израчунавање коначних резултата за узорке погледајте одговарајућу методу одређивања.
13. Перформансе методе
14. Спречавање загађења
14.1 Спречавање загађења обухвата сваку технику којом се смањује или елиминише количина и/или токсичност отпада на месту његовог настанка. У раду лабораторије постоје бројне могућности за спречавање загађења. EPA је успоставила препоручену хијерархију техника управљања животном средином у којој је спречавање загађења опција првог избора. Кад год је то изводљиво, лабораторијско особље треба да примењује технике спречавања загађења како би решавало питање настанка отпада. Када смањење отпада на извору није изводљиво, Агенција препоручује рециклажу као следећу најбољу опцију.
14.2 За информације о спречавању загађења које могу бити применљиве у лабораторијама и истраживачким установама погледајте публикацију „Мање је боље: управљање лабораторијским хемикалијама ради смањења отпада“, доступну у Одељењу за односе са државним органима и научну политику Америчког хемијског друштва, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Управљање отпадом
дигестора и при раду на лабораторијским столовима, поштовати слово и дух свих дозвола и прописа о испуштању у канализацију и придржавати се свих прописа о чврстом и опасном отпаду, нарочито правила о идентификацији опасног отпада и ограничења за одлагање на земљишту. За додатне информације о управљању отпадом погледајте „Приручник за управљање отпадом за лабораторијско особље“, доступан у Америчком хемијском друштву на адреси наведеној у одељку 14.2.
Литература/референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Ултразвучни хомогенизатори ткива често се називају соникаторима са сондом, звучним лизаторима, ултразвучним дезинтеграторима, ултразвучним млиновима, сонорупторима, сонификаторима, звучним дезмембраторима, дезинтеграторима ћелија, ултразвучним диспергаторима или уређајима за растварање. Различити називи потичу од разноврсних примена које се могу остварити соникацијом.
Различите величине сонотрода за UP200Ht