VialTweeter – сонореактор за екстракцију минерала у траговима из земљишта

Ради праћења здравља и загађености земљишта, загађујуће материје попут минерала у траговима морају се екстраховати и измерити. VialTweeter знатно олакшава преаналитичку екстракцију у лабораторијским радним процесима. Екстракција минерала у траговима из узорака земљишта одличан је пример који показује ефикасност и поузданост уређаја VialTweeter у побољшању резултата екстракције.

Екстракција минерала у траговима из узорака земљишта

Екстракција минерала у траговима из земљишта представља кључни аналитички корак у праћењу животне средине, геохемијским истраживањима и пољопривредним проценама. Традиционалне методе, укључујући киселинску дигестију, микроекстракцију и екстракцију потпомогнуту микроталасима, често захтевају много времена и реагенаса и/или су опасне по животну средину.
VialTweeter, ултразвучни сонореактор велике снаге, представља супериорну алтернативу која нуди побољшану ефикасност екстракције, краће време обраде и минималну потрошњу реагенаса. Овај нови приступ знатно побољшава искоришћење при екстракцији елемената у траговима из матрикса земљишта, обезбеђујући тачније и поновљивије резултате уз поштовање принципа зелене аналитичке хемије.

Екстракција минерала у траговима из земљишта помоћу соникатора за више епрувета VialTweeter

Carretero-Peña и сарадници (2021) спровели су истраживање које показује да је VialTweeter веома ефикасан алат за екстракцију минерала у траговима из земљишта. Кључни детаљи и налази њиховог истраживања наведени су у наставку.

Ултразвучна екстракција помоћу уређаја VialTweeter:
У Eppendorf епрувете запремине 1,5 mL одмерава се 4,0–7,5 mg земљишта. Додаје се одређена запремина раствора HNO₃ (0,60–1,5 mL), а епрувете се затварају пре постављања у сонореактор VialTweeter. Узорци се подвргавају ултразвучној екстракцији на собној температури током 450 sec. Након соникације, центрифугирају се на 3500 rpm током 10 минута. Део супернатанта преноси се микропипетом у тиквицу запремине 10 mL, где се разблажује раствором HNO₃ концентрације 5,0%. Пре анализе додаје се интерни стандард германијума (Ge IV) како би се постигла коначна концентрација од 10 ng/mL.
Трајање поступка са уређајем VialTweeter: 450 секунди
 

Киселинска дигестија узорака земљишта:
50 mg земљишта третира се са 2,5 mL HNO₃ и 5,0 mL HF у затвореним тефлонским посудама за дигестију на 90°C током 8 сати. Посуде се затим отварају и додаје се 2,5 mL HClO₄ пре упаравања смеше до сувог остатка на 200°C на грејној плочи. Након тога додаје се 1,0 mL HNO₃ и поново се врши упаравање. Завршни корак обухвата растварање остатка у 2,5 mL HNO₃, преношење раствора у одмерну тиквицу запремине 50 mL и допуњавање до ознаке ултрачистом водом. Додају се интерни стандарди индијума (In III) и итријума (Y III) (50 μL раствора концентрације 10 mg/L) како би се обезбедила тачност накнадне елементне анализе.
Трајање киселинске дигестије: 8 сати
 

Оптимизација услова екстракције

Истраживачи су испитали различите услове екстракције како би добили максималну количину минерала у траговима из узорака земљишта. Ови услови омогућавају максимално искоришћење при екстракцији елемената у траговима, уз минималну употребу киселина и скраћење укупног времена екстракције у поређењу са традиционалним методама дигестије.

Поређење ефикасности екстракције: VialTweeter у односу на киселинску дигестију

Упоредна процена приноса екстракције минерала у односу на референтне узорке екстраховане киселинском дигестијом истиче изузетну ефикасност и поузданост соникатора за више епрувета VialTweeter.

Ефикасност екстракције већа од 100% значи да количина одређеног елемента екстрахованог из узорка премашује очекивану или референтну вредност.

Уз VialTweeter, ефикасна екстракција супстанци из узорака са великим капацитетом обраде узорака олакшава свакодневни радни процес у аналитичким лабораторијама.

1. Бржа екстракција – Драстично скраћује време са сати на минуте.
2. Минимална контаминација узорака – Конструкција са затвореним бочицама спречава контаминацију из ваздуха или унакрсну контаминацију.
3. Висока поновљивост – Равномерна расподела енергије међу бочицама елиминише варијабилност.
4. Прихватљиво за животну средину – Смањује потрошњу киселина и количину опасног отпада.
5. Могућност повећања обима и велики капацитет обраде узорака – Погодно за програме брзог праћења животне средине.

Сонореактор VialTweeter

Механизам екстракције потпомогнуте ултразвуком (UAE)

Принцип рада сонореактора VialTweeter заснива се на снажној ултразвучној кавитацији, физичкој појави која ствара локализоване велике силе смицања и разлике притиска у течној средини. Ова појава олакшава разбијање честица земљишта и повећава ефикасност излуживања металних јона у растварач за екстракцију.

Кључне предности ултразвучне кавитације при екстракцији из земљишта:

• Побољшено разарање матрикса: Микромлазеви изазвани кавитацијом побољшавају продирање растварача у честице земљишта.
• Смањена величина честица: Механичке силе разбијају агрегате, чиме се излаже већа површина за екстракцију минерала.
• Убрзана кинетика реакције: Убрзана десорпција и растварање метала у траговима у раствору.
• Минимална употреба реагенаса: Смањење концентрације киселине умањује утицај на животну средину без нарушавања ефикасности екстракције.

Конфигурација и конструкција уређаја VialTweeter

Систем VialTweeter састоји се од титанијумског блока са 10 лежишта за бочице, што обезбеђује равномерну расподелу ултразвучне енергије. Покреће га ултразвучни генератор снаге 200 вати на фреквенцији од 26 kHz, а сваком узорку преноси једнаку енергију, обезбеђујући доследне и поновљиве екстракције истовремено у више бочица.

Кључне карактеристике:

• Равномерна соникација великом снагом за шаржну обраду.
• Елиминација унакрсне контаминације захваљујући изолованости бочица.
• Минимални губитак узорка у затвореним реакционим посудама.
• Могућност повећања обима за праћење животне средине са великим капацитетом обраде узорака.

VialTweeter је доступан и као модел соникатора за једну епрувету, за поуздану припрему узорака у Falcon епруветама. Прочитајте више о прилагођеном моделу за једну епрувету за стерилну соникацију Falcon епрувета!

Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој

Hielscher ултразвучни уређаји познати су по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни уређаји лако се носе са тешким условима и захтевним окружењима.

Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом и посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси које одликују најсавременија технологија и лакоћа употребе. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји усклађени су са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.

Модели Hielscher бесконтактних соникатора UIP400MTP за микроплоче, VialTweeter и CupHorn: брза припрема узорака са великим капацитетом обраде