EPA3550 – Vägledning för ultraljudsextraktion
Ultraljudsextraktion är en grön, miljövänlig extraktionsmetod som kan användas såväl för små laboratorieprover som för extraktion av värdefulla föreningar i kommersiell produktionsskala. Den amerikanska miljöskyddsmyndigheten (EPA) rekommenderar en rad metoder för analytisk kemi och karakteriserande provning, miljöprovtagning och miljöövervakning samt kvalitetssäkring för att stödja tillämpningen av Resource Conservation and Recovery Act (RCRA). För ultraljudsassisterad extraktion har EPA publicerat följande vägledning:
METOD 3550C – Ultraljudsextraktion
1. Omfattning och tillämpning
Dessutom är SW-846-metoderna, med undantag för obligatorisk metodanvändning vid analys av metoddefinierade parametrar, avsedda att vara vägledande metoder som innehåller allmän information om hur ett analytiskt förfarande eller en analytisk teknik utförs. Denna information kan ett laboratorium använda som grundläggande utgångspunkt för att utarbeta en egen detaljerad standardrutin (SOP), antingen för allmänt bruk inom laboratoriet eller för tillämpning i ett specifikt projekt. De prestandadata som ingår i denna metod är endast avsedda som vägledning och är inte avsedda att användas och får inte användas som absoluta acceptanskriterier för kvalitetskontroll (QC) vid laboratorieackreditering.
1.1 Denna metod beskriver ett förfarande för extraktion av icke-flyktiga och halvflyktiga organiska föreningar ur fasta material såsom jord, slam och avfall. Ultraljudsprocessen säkerställer nära kontakt mellan provmatrisen och extraktionslösningsmedlet.
1.2 Denna metod är uppdelad i två förfaranden utifrån den förväntade koncentrationen av organiska föreningar. Förfarandet för låga koncentrationer (avsnitt 11.3) är avsett för enskilda organiska komponenter som förväntas förekomma i koncentrationer lägre än eller lika med 20 mg/kg och använder den större provmängden och tre successiva extraktioner (lägre koncentrationer är svårare att extrahera). Förfarandet för medelhöga/höga koncentrationer (avsnitt 11.4) är avsett för enskilda organiska komponenter som förväntas förekomma i koncentrationer över 20 mg/kg och använder den mindre provmängden och en enda extraktion.
1.3 Det rekommenderas starkt att extrakten genomgår någon form av rening (t.ex. med en metod ur 3600-serien) före analys.
1.4 Det är avgörande att metoden (inklusive tillverkarens anvisningar) följs exakt för att uppnå maximal extraktionseffektivitet. Se avsnitt 11.0 för en diskussion om de kritiska aspekterna av extraktionsförfarandet. Se tillverkarens anvisningar beträffande specifika driftinställningar.
1.5 Denna metod beskriver minst tre system av extraktionslösningsmedel som kan användas för olika grupper av analyter (se avsnitt 7.4). Andra lösningsmedelssystem får användas, förutsatt att tillräcklig prestanda kan påvisas för de aktuella analyterna. Valet av extraktionslösningsmedel beror på de aktuella analyterna, och inget enskilt lösningsmedel är universellt tillämpligt på alla analytgrupper. På grund av farhågor om ultraljudsextraktionens effektivitet, särskilt vid koncentrationer nära eller under cirka 10 μg/kg, är det absolut nödvändigt att analytikern påvisar prestandan hos det specifika lösningsmedelssystemet och de specifika driftbetingelserna för de aktuella analyterna och koncentrationerna. Detta krav på att påvisa prestandan gäller varje lösningsmedelssystem som används, inklusive dem som uttryckligen anges i denna metod. Som ett minimum ska ett sådant påvisande omfatta den inledande verifiering av kompetens som beskrivs i metod 3500, med användning av en ren referensmatris. Metod 8000 beskriver förfaranden som kan användas för att utveckla prestandakriterier för sådana verifieringar samt för resultat från matrisspikade prover och laboratoriekontrollprover.
1.6 EPA påpekar att det finns begränsat med publicerade data om ultraljudsextraktionens effektivitet när det gäller organofosforpesticider vid låga koncentrationer på miljarddelsnivå (ppb) och därunder. Därför bör användningen av denna metod för i synnerhet dessa föreningar stödjas av prestandadata såsom de som diskuteras ovan och i metod 3500.
1.7 Innan denna metod används rekommenderas analytiker att konsultera grundmetoden för varje typ av förfarande som kan användas i den samlade analysen (t.ex. metoderna 3500, 3600, 5000 och 8000) för ytterligare information om förfaranden för kvalitetskontroll, utveckling av acceptanskriterier för QC, beräkningar och allmän vägledning. Analytiker bör också konsultera ansvarsfriskrivningen i början av handboken och informationen i kapitel två för vägledning om den avsedda flexibiliteten vid valet av metoder, apparatur, material, reagenser och förbrukningsartiklar samt om analytikerns ansvar för att påvisa att de tekniker som används är lämpliga för de aktuella analyterna, i den aktuella matrisen och vid de aktuella haltnivåerna.
Dessutom upplyses analytiker och dataanvändare om att användning av SW-846-metoder inte är obligatorisk för att uppfylla federala provningskrav, utom när detta uttryckligen anges i en föreskrift. Informationen i denna metod tillhandahålls av EPA som vägledning för analytikern och de verksamheter som omfattas av regleringen vid de bedömningar som krävs för att ta fram resultat som uppfyller datakvalitetsmålen för den avsedda tillämpningen.
1.8 Denna metod får endast användas av analytiker med lämplig erfarenhet och utbildning, eller under deras överinseende. Varje analytiker måste visa förmåga att uppnå godtagbara resultat med denna metod. Som nämnts ovan gäller sådana demonstrationer specifikt de aktuella analyterna och det använda lösningsmedelssystemet samt förfarandena för prover med låg respektive medelhög/hög koncentration.
Ultraljudsapparat för flera prover ”VialTweeter” för samtidig provberedning av flera förslutna provflaskor och provrör
2. Sammanfattning av metoden
2.1 Förfarande för låg koncentration – Provet blandas med vattenfritt natriumsulfat så att ett fririnnande pulver bildas. Blandningen extraheras med lösningsmedel tre gånger med hjälp av ultraljudsextraktion. Extraktet separeras från provet genom vakuumfiltrering eller centrifugering. Extraktet är klart för slutlig uppkoncentrering, upprening och/eller analys.
2.2 Förfarande för medelhög / hög koncentration – Provet blandas med vattenfritt natriumsulfat så att ett fririnnande pulver bildas. Detta extraheras med lösningsmedel en gång med hjälp av ultraljudsextraktion. En del av extraktet samlas upp för upprening och/eller analys.
3. Definitioner
Se kapitel ett och tillverkarens anvisningar för definitioner som kan vara relevanta för denna metod.
4. Interferenser
4.1 Lösningsmedel, reagenser, glasutrustning och annan utrustning för provbearbetning kan ge upphov till artefakter och/eller interferenser vid provanalysen. Genom analys av metodblankprover måste det visas att samtliga dessa material är fria från interferenser under analysförhållandena.
Särskilt urval av reagenser och rening av lösningsmedel genom destillation i system helt av glas kan vara nödvändigt. Se varje metod som ska användas för specifik vägledning om kvalitetskontrollförfaranden och kapitel fyra för allmän vägledning om rengöring av glasutrustning.
4.2 Interferenser är vanligtvis specifika för de aktuella analyterna. Se därför metod 3500 och de tillämpliga bestämningsmetoderna för specifik vägledning om interferenser vid extraktion.
5. Säkerhet
Denna metod behandlar inte alla säkerhetsfrågor som är förknippade med dess användning. Laboratoriet ansvarar för att upprätthålla en säker arbetsmiljö och en uppdaterad samling av OSHA-föreskrifter om säker hantering av de kemikalier som anges i denna metod. En referenssamling av säkerhetsdatablad (MSDS) bör finnas tillgänglig för all personal som deltar i dessa analyser.
6. Utrustning och förbrukningsmaterial
Omnämnandet av handelsnamn eller kommersiella produkter i denna handbok är endast avsett som illustration och utgör inte något godkännande från EPA eller någon exklusiv rekommendation om användning. De produkter och instrumentinställningar som anges i SW-846-metoderna är de produkter och inställningar som användes under metodutvecklingen eller som senare utvärderades av myndigheten. Annan glasutrustning, andra reagenser, andra förbrukningsmaterial, annan utrustning och andra inställningar än de som anges i denna handbok får användas, förutsatt att metodprestanda som är lämpliga för den avsedda tillämpningen har påvisats och dokumenterats.
Detta avsnitt förtecknar inte vanlig glasutrustning för laboratorier (t.ex. bägare och kolvar).
6.2 Ultraljudsberedning – En apparat med en sonotrod av horntyp försedd med en titanspets, eller en apparat som ger lämpliga prestanda, måste användas. (t.ex. UP200Ht eller UP200St)
6.2.1 Ultraljudsdisintegrator – Disintegratorn måste ha en effekt på minst 300 watt och kunna köras i pulsläge. En apparat som är utformad för att minska kavitationsljudet rekommenderas. Följ tillverkarens anvisningar för att förbereda disintegratorn för extraktion av prover med låga och medelhöga/höga koncentrationer. (t.ex. UP400S)
6.2.2 Använd ett 3/4-tums horn för metodförfarandet för låga koncentrationer och en konisk 1/8-tums mikrospets monterad på ett 1/2-tums horn för metodförfarandet för medelhöga/höga koncentrationer.
6.3 Ljudskyddsbox – För att undvika hörselskador rekommenderas användning av en ljudskyddskapsling (t.ex. ljudskyddsbox SPB-L). Därigenom kan kavitationsbullret från ultraljudsbehandlingen minskas avsevärt.
Ytterligare utrustning
6.4.1 Torkugn – Ska kunna hålla 105 degC.
6.4.2 Exsickator.
6.4.3 Deglar – Av porslin eller av aluminium för engångsbruk.
6.5 Pasteurpipetter – 1 mL, av glas, för engångsbruk.
6.7 Utrustning för vakuum- eller tryckfiltrering
6.7.1 Büchnertratt
6.7.2 Filterpapper
6.8 Kuderna-Danish-apparatur (K-D)
6.8.1 Koncentreringsrör – 10 mL, graderat. En slipad glaspropp används för att förhindra avdunstning av extrakt.
6.8.2 Indunstningskolv – 500 mL. Fäst kolven vid koncentreringsröret med fjädrar, klämmor eller motsvarande.
6.8.3 Snyderkolonn – Makro, med tre kulor.
6.8.4 Snyderkolonn – Mikro, med två kulor.
6.8.5 Fjädrar – 1/2 tum.
6.9 System för återvinning av lösningsmedelsångor.
OBS: Denna glasapparatur rekommenderas för återvinning av lösningsmedel under koncentreringsförfaranden som kräver användning av Kuderna-Danish-indunstningsapparatur. Installation av denna apparatur kan krävas enligt federala, delstatliga eller kommunala bestämmelser som reglerar utsläpp av flyktiga organiska föreningar till luft. EPA rekommenderar installation av denna typ av återvinningssystem som en metod för att genomföra ett program för utsläppsminskning. Återvinning av lösningsmedel är ett sätt att följa initiativ för avfallsminimering och förebyggande av föroreningar.
6.10 Kokstenar – Lösningsmedelsextraherade, cirka 10/40 mesh (kiselkarbid eller motsvarande).
6.11 Vattenbad – Uppvärmt, med ett lock med koncentriska ringar och möjlighet till temperaturreglering inom ± 5 degC. Badet bör användas i dragskåp.
6.12 Våg – Toppmatad, med möjlighet till noggrann vägning till närmaste 0,01 g.
6.13 Vialer – 2 mL, för GC-autoprovtagare, försedda med skruvlock med invändig beläggning av polytetrafluoreten (PTFE) eller krymplock.
6.14 Scintillationsvialer av glas – 20 mL, försedda med skruvlock med invändig PTFE-beläggning.
6.15 Spatel – Av rostfritt stål eller PTFE.
6.16 Torkkolonn – Kromatografikolonn av borosilikatglas med 20 mm innerdiameter och glasull i botten.
OBS: Kolonner med glasfrittskivor är svåra att dekontaminera efter att de har använts för att torka kraftigt förorenade extrakt. Kolonner utan frittor finns att köpa.
Använd en liten glasullspropp för att hålla kvar adsorbenten. Förtvätta glasullsproppen med 50 mL aceton följt av 50 mL av elueringslösningsmedlet innan kolonnen packas med adsorbent.
6.17 Apparatur för indunstning med kvävgas (valfri) – N-Evap, med 12 eller 24 positioner (Organomation Model 112 eller motsvarande).
7. Reagens och standarder
7.2 Reagensvatten fritt från organiska ämnen. Alla hänvisningar till vatten i denna metod avser reagensvatten fritt från organiska ämnen, enligt definitionen i kapitel ett.
7.3 Natriumsulfat (granulerat, vattenfritt), Na2SO4. Rena genom upphettning vid 400 degC i 4 timmar i ett grunt tråg, eller genom att förrena natriumsulfatet med metylenklorid. Om natriumsulfatet förrenas med metylenklorid bör ett metodblankprov analyseras för att visa att natriumsulfatet inte ger upphov till någon interferens.
7.4 Extraktionslösningsmedel
Prover bör extraheras med ett lösningsmedelssystem som ger optimalt, reproducerbart utbyte av de aktuella analyterna från provmatrisen vid de aktuella koncentrationerna. Valet av extraktionslösningsmedel beror på de aktuella analyterna, och inget enskilt lösningsmedel är universellt tillämpligt på alla analytgrupper. Oavsett vilket lösningsmedelssystem som används, inklusive de som uttryckligen anges i denna metod, måste analytikern visa att prestandan är tillräcklig för de aktuella analyterna vid de aktuella halterna. En sådan demonstration ska som minimum omfatta den inledande kompetensdemonstration som beskrivs i metod 3500, med användning av en ren referensmatris. Metod 8000 beskriver förfaranden som kan användas för att ta fram prestandakriterier för sådana demonstrationer samt för resultat från matristillsatsprover och laboratoriekontrollprover.
Många av de lösningsmedelssystem som beskrivs nedan innehåller en kombination av ett vattenblandbart lösningsmedel, såsom aceton, och ett icke vattenblandbart lösningsmedel, såsom metylenklorid eller hexan. Syftet med det vattenblandbara lösningsmedlet är att underlätta extraktion av våta fasta material genom att låta lösningsmedelsblandningen tränga igenom vattenskiktet på de fasta partiklarnas yta. Det icke vattenblandbara lösningsmedlet extraherar organiska föreningar med liknande polaritet. Därför används ofta ett opolärt lösningsmedel som hexan för opolära analyter som PCB, medan ett polärt lösningsmedel som metylenklorid kan användas för polära analyter. Acetonets polaritet kan också bidra till att extrahera polära analyter i blandade lösningsmedelssystem.
Tabell 1 innehåller exempel på utbytesdata för utvalda semivolatila organiska föreningar som extraherats från ett NIST SRM med olika extraktionslösningsmedelssystem. Följande avsnitt ger vägledning om valet av lösningsmedel för olika analytklasser.
Alla lösningsmedel bör vara av pesticidkvalitet eller motsvarande. Lösningsmedel får avgasas före användning.
7.4.1 Semivolatila organiska föreningar får extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organiska klorpesticider får extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB får extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), eller hexan (C6H14).
7.4.4 Andra lösningsmedelssystem får användas, förutsatt att analytikern kan visa att prestandan är tillräcklig för de aktuella analyterna vid de aktuella koncentrationerna i provmatrisen (se metod 3500).
7.5 Lösningsmedel för lösningsmedelsbyte – Vid användning av vissa bestämningsmetoder behöver extraktionslösningsmedlet bytas ut mot ett lösningsmedel som är kompatibelt med den instrumentering som används i den bestämningsmetoden. Se den bestämningsmetod som ska användas för val av lämpligt lösningsmedel för lösningsmedelsbytet. Alla lösningsmedel måste vara av pesticidkvalitet eller motsvarande. Exempel på lösningsmedel för lösningsmedelsbyte anges nedan.
7.5.1 Hexan, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyklohexan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Ljudskyddsboxen SPB-L minskar avsevärt kavitationsbullret från ultraljudsbehandlingen.
8. Provtagning, konservering och förvaring
8.1 Se det inledande materialet till kapitel fyra, ”Organiska analyter”, metod 3500 samt de specifika bestämningsmetoder som ska användas.
8.2 Fasta prover som ska extraheras enligt detta förfarande bör tas och förvaras på samma sätt som andra fasta prover som innehåller halvflyktiga organiska föreningar.
9. Kvalitetskontroll
9.2 Inledande påvisande av kompetens
Varje laboratorium måste inledningsvis påvisa sin kompetens för varje kombination av provberedningsmetod och bestämningsmetod som det använder genom att generera data med godtagbar riktighet och precision för målanalyter i en ren matris. Laboratoriet måste också upprepa kompetenspåvisandet när ny personal utbildas eller betydande ändringar görs i instrumenteringen. Se metod 8000 för information om hur kompetens kan påvisas.
9.3 Inledningsvis, innan några prover bearbetas, bör analytikern visa att alla delar av utrustningen som kommer i kontakt med provet och reagenserna är fria från interferenser. Detta görs genom analys av ett metodblankprov. Som fortlöpande kontroll bör ett metodblankprov extraheras och analyseras med avseende på de aktuella föreningarna varje gång prover extraheras, renas och analyseras samt när reagenser byts, som skydd mot ihållande laboratoriekontaminering.
9.4 Alla metodblankprover, matrisberikade prover och replikatprover bör genomgå samma analysförfaranden (avsnitt 11.0) som de faktiska proverna.
9.5 Vedertagna kvalitetssäkringsrutiner enligt tillämpliga systematiska planeringsdokument och laboratoriets standardrutiner (SOP) bör användas med denna metod. Alla driftsförhållanden för instrumenten bör dokumenteras.
9.6 Se även metod 3500 för kvalitetskontrollförfaranden för extraktion och provberedning samt de bestämningsmetoder som ska användas för kvalitetskontrollförfaranden vid bestämningen.
9.7 När surrogatstandarder anges i den tillämpliga bestämningsmetoden bör de tillsättas till alla prover före extraktion. Se metoderna 3500 och 8000 samt de tillämpliga bestämningsmetoderna för mer information.
9.8 Som tidigare nämnts bör användningen av varje extraktionsteknik, inklusive ultraljudsextraktion, stödjas av data som visar prestandan hos det specifika lösningsmedelssystemet och de specifika driftsförhållandena för de aktuella analyterna, vid de aktuella halterna, i provmatrisen.
10. Kalibrering och standardisering
Det finns inga kalibrerings- eller standardiseringssteg som är direkt kopplade till detta förfarande för provextraktion.
11. Förfarande
Som nämns i avsnitt 1.4 är ultraljudsextraktion eventuellt inte en lika grundlig metod som andra extraktionsmetoder för jordar/fasta material. Därför är det avgörande att denna metod följs exakt (inklusive tillverkarens anvisningar) för att uppnå maximal extraktionseffektivitet. För att denna teknik ska kunna användas framgångsrikt måste åtminstone följande krav uppfyllas:
11.1 Provhantering
11.1.2 Avfallsprover – Prover som består av flera faser måste beredas före extraktion genom det fassepareringsförfarande som beskrivs i kapitel två. Detta extraktionsförfarande är endast avsett för fasta material.
11.1.3 Torra avfallsprover som lämpar sig för malning – Mal eller finfördela avfallet på annat sätt så att det antingen passerar genom en sikt med maskvidden 1 mm eller kan pressas genom ett hål på 1 mm. Tillför tillräckligt mycket prov till malningsutrustningen för att erhålla minst 10 g efter malning.
VARNING: Torkning och malning bör utföras i dragskåp för att undvika kontaminering av laboratoriet.
11.1.4 Gummiartade, fibrösa eller oljiga material som inte lämpar sig för malning – Skär, strimla eller finfördela dessa material på annat sätt för att möjliggöra blandning och maximal exponering av provytorna vid extraktionen.
11.2 Bestämning av torrvikt i procent – När provresultaten ska beräknas på torrviktsbasis bör en separat provportion vägas upp samtidigt som den portion som används för den analytiska bestämningen.
VARNING: Torkugnen bör vara placerad i ett dragskåp eller vara ansluten till utsug. Ett kraftigt kontaminerat prov av farligt avfall kan orsaka betydande kontaminering av laboratoriet.
Omedelbart efter invägningen av den provdel som ska extraheras vägs ytterligare en provdel på 5–10 g in i en tarerad degel. Torka denna provdel över natten vid 105 degC. Låt svalna i en exsickator före vägning.
Beräkna torrvikten i procent enligt följande:
% torrvikt = (g torrt prov / g prov) x 100
Denna ugnstorkade provdel används inte för extraktionen och bör kasseras på lämpligt sätt när torrvikten har bestämts.
11.3 Extraktionsförfarande för låga koncentrationer
Detta förfarande gäller fasta prover som förväntas innehålla högst 20 mg/kg organiska analyter.
Steg före ultraljudsbehandling
11.3.1 Följande steg bör utföras snabbt för att undvika förlust av de mer flyktiga extraherbara ämnena.
11.3.1.1 Väg in cirka 30 g prov i en 400-mL-bägare. Anteckna vikten med en noggrannhet på 0,1 g.
11.3.1.2 Tillsätt 1,0 mL av lösningen för matristillsats till det prov i varje sats som valts ut för tillsats. Se metod 3500 för vägledning om lämpligt val av ämnen och koncentrationer för matristillsats. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.3 Tillsätt 1,0 mL av surrogatstandardlösningen till alla prover, prover med tillsats, kvalitetskontrollprover och blankprover. Se metod 3500 för vägledning om lämpligt val av surrogatämnen och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.4 Om rening med gelpermeation (se metod 3640) ska användas bör analytikern antingen tillsätta dubbla volymen av surrogattillsatslösningen (och lösningen för matristillsats, där så är tillämpligt) eller koncentrera det slutliga extraktet till hälften av den normala volymen, för att kompensera för den hälft av extraktet som går förlorad vid applicering på GPC-kolonnen. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.5 Icke-porösa eller våta prover (gummiartade eller lerartade) som inte har en fririnnande, sandliknande konsistens måste blandas med 60 g vattenfritt natriumsulfat med hjälp av en spatel. Vid behov får mer natriumsulfat tillsättas. Efter tillsats av natriumsulfat bör provet vara fririnnande. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.6 Tillsätt omedelbart 100 mL av extraktionslösningsmedlet eller lösningsmedelsblandningen (se avsnitt 7.4 och tabell 2 för information om val av lösningsmedel).
11.3.2 Placera undersidan av spetsen på 3/4-tums sönderdelningshornet cirka 1/2 tum under lösningsmedlets yta, men ovanför sedimentlagret.
OBS: Säkerställ att ultraljudshornet / sonotroden är korrekt monterat enligt tillverkarens anvisningar.
11.3.3 Extrahera provet med ultraljud i 3 min, med uteffektsreglaget inställt på 100% (full effekt) eller på den effektinställning som tillverkaren rekommenderar, lägesomkopplaren på pulsläge (pulsad energi i stället för kontinuerlig energi) och arbetscykeln inställd på 50% (energin på under 50% av tiden och av under 50% av tiden). Använd inte mikrospetssonden.
11.3.4 Dekantera extraktet och filtrera det genom filterpapper (t.ex. Whatman nr 41 eller motsvarande) i en Büchnertratt som är ansluten till en ren 500-mL-sugkolv. Alternativt kan extraktet dekanteras till en centrifugflaska och centrifugeras vid lågt varvtal för att avlägsna partiklar.
11.3.5 Upprepa extraktionen ytterligare två gånger med två ytterligare portioner rent lösningsmedel om 100 mL vardera. Dekantera lösningsmedlet efter varje ultraljudsextraktion. Efter den sista ultraljudsextraktionen, häll hela provet i Büchnertratten, skölj bägaren med extraktionslösningsmedel och häll sköljvätskan i tratten.
Steg efter ultraljudsbehandling
11.3.6 Koncentrera vid behov extraktet före analys enligt förfarandet i avsnitt 11.5. Gå annars vidare till avsnitt 11.7.
UP200St med mikrospets för ultraljudsbehandling av prover
11.4 Extraktionsförfarande för medelhöga / höga koncentrationer
Detta förfarande gäller fasta prover som förväntas innehålla mer än 20 mg/kg organiska analyter.
Steg före ultraljudsbehandling
11.4.2 Tillsätt 1,0 mL av matrisspikningslösningen till det prov i varje sats som valts ut för spikning. Se metod 3500 för vägledning om lämpligt val av föreningar och koncentrationer för matrisspikning. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.4.3 Tillsätt 1,0 mL av surrogatspikningslösningen till alla prover, spikade prover, kvalitetskontrollprover och blankprover. Se metod 3500 för vägledning om lämpligt val av surrogatföreningar och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.4.4 Om rening med gelpermeation (se metod 3640) ska användas bör analytikern antingen tillsätta dubbla volymen av surrogatspikningslösningen (och matrisspikningslösningen, i tillämpliga fall) eller koncentrera det slutliga extraktet till halva den normala volymen för att kompensera för den hälft av extraktet som går förlorad vid påföringen på GPC-kolonnen.
11.4.5 Icke-porösa eller våta prover (klibbiga eller lerartade) som inte har en fritt rinnande, sandig konsistens måste blandas med 2 g vattenfritt natriumsulfat med hjälp av en spatel. Vid behov får mer natriumsulfat tillsättas. Efter tillsats av natriumsulfat bör provet vara fritt rinnande (se anmärkningen i avsnitt 11.3).
11.4.6 Tillsätt omedelbart den volym lösningsmedel som krävs för att slutvolymen ska bli 10,0 mL, med hänsyn till den tillsatta volymen av surrogater och matrisspikningar (se avsnitt 7.4 och tabell 2 för information om val av lösningsmedel).
11.4.7 Extrahera provet med ultraljudssonden med en avsmalnande mikrospets på 1/8 tum i 2 min med uteffektreglaget i läge 5, lägesomkopplaren inställd på pulsdrift och en pulskvot på 50%.
11.4.8 Packa en Pasteurpipett för engångsbruk löst med 2 till 3 cm glasull. Filtrera provextraktet genom glasullen och samla upp extraktet i en lämplig behållare. Hela volymen på 10 mL extraktionslösningsmedel kan inte återvinnas från provet. Därför bör analytikern samla upp en volym som är lämplig med hänsyn till känsligheten hos den bestämningsmetod som ska användas. För metoder som inte kräver att extraktet koncentreras ytterligare (t.ex. används i metod 8081 vanligtvis en slutlig extraktvolym på 10 mL) kan extraktet exempelvis samlas upp i en scintillationsflaska eller annan förslutningsbar behållare. För extrakt som behöver koncentreras ytterligare är det lämpligt att samla upp en standardvolym för alla sådana prover för att förenkla beräkningen av de slutliga provresultaten. Samla exempelvis upp 5,0 mL extrakt i ett rent koncentreringsrör. Denna volym motsvarar exakt hälften av det ursprungliga provextraktets totala volym. Ta vid behov hänsyn till ”förlusten” av halva extraktet i de slutliga provberäkningarna, eller koncentrera det slutliga extraktet till hälften av den nominella slutvolymen (t.ex. 0,5 mL i stället för 1,0 mL) för att kompensera för förlusten.
11.4.9 Koncentrera vid behov extraktet före analys enligt förfarandet i avsnitt 11.5 eller avsnitt 11.6. Fortsätt annars till avsnitt 11.7.
Uppkoncentreringstekniker
När det är nödvändigt för att uppfylla känslighetskriterierna får provextrakt från extraktionsförfarandet för antingen låga eller medelhöga/höga halter koncentreras till den slutvolym som krävs för den bestämningsmetod och den specifika tillämpning som ska användas, med antingen K-D-tekniken eller indunstning med kvävgas.
11.5.1 Montera en Kuderna-Danish-koncentrator (K-D) genom att ansluta ett 10-mL-koncentratorrör till en indunstningskolv av lämplig storlek.
11.5.2 Torka extraktet genom att låta det passera genom en torkkolonn som innehåller cirka 10 g vattenfritt natriumsulfat. Samla upp det torkade extraktet i K-D-koncentratorn.
11.5.3 Skölj ned innehållet i uppsamlingsröret och torkkolonnen i K-D-kolven med ytterligare en portion lösningsmedel på 20 mL för att uppnå en kvantitativ överföring.
11.5.4 Tillsätt en eller två rena kokstenar i kolven och anslut en Snyderkolonn med tre kulor. Anslut glasutrustningen för återvinning av lösningsmedelsånga (kylare och uppsamlingsanordning, se avsnitt 6.9) till K-D-apparatens Snyderkolonn enligt tillverkarens anvisningar. Förvät Snyderkolonnen genom att tillsätta cirka 1 mL metylenklorid (eller annat lämpligt lösningsmedel) upptill i kolonnen. Placera K-D-apparaten på ett varmt vattenbad (15 – 20 EC över lösningsmedlets kokpunkt) så att koncentratorröret är delvis nedsänkt i det varma vattnet och kolvens hela nedre rundade yta omges av het ånga. Justera vid behov apparatens höjdläge och vattentemperaturen så att koncentreringen slutförs på 10 – 20 min. Vid rätt destillationshastighet klapprar kolonnens kulor livligt, men kamrarna fylls inte med vätska. När den synliga vätskevolymen når 1 mL, ta bort K-D-apparaten från vattenbadet och låt den rinna av och svalna i minst 10 min.
VARNING: Låt inte extraktet indunsta till torrhet, eftersom detta leder till stora förluster av vissa analyter. Organofosforpesticider är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.5.4.1 Om ett lösningsmedelsbyte är nödvändigt (enligt tabell 2 eller den tillämpliga bestämningsmetoden), ta tillfälligt bort Snyderkolonnen och tillsätt 50 mL av lösningsmedlet för lösningsmedelsbytet samt en ny koksten.
11.5.4.2 Sätt tillbaka Snyderkolonnen. Koncentrera extraktet och höj vid behov vattenbadets temperatur för att bibehålla en lämplig destillationshastighet.
11.5.5 Ta bort Snyderkolonnen. Skölj ned innehållet i K-D-kolven och på Snyderkolonnens nedre slipförband i koncentratorröret med 1 – 2 mL lösningsmedel. Extraktet får koncentreras ytterligare med någon av de tekniker som beskrivs i avsnitt 11.6, eller justeras till en slutvolym på 5,0 – 10,0 mL med ett lämpligt lösningsmedel (se tabell 2 eller den tillämpliga bestämningsmetoden). Om svavelkristaller förekommer, gå vidare till metod 3660 för upprening.
11.6 Om ytterligare koncentrering är nödvändig, använd antingen tekniken med mikro-Snyderkolonn (se avsnitt 11.6.1) eller tekniken för indunstning med kvävgas (se avsnitt 11.6.2).
11.6.1 Teknik med mikro-Snyderkolonn
11.6.1.1 Tillsätt en ny, ren koksten i koncentratorröret och anslut en mikro-Snyderkolonn med två kulor direkt till koncentratorröret. Anslut glasutrustningen för återvinning av lösningsmedelsånga (kylare och uppsamlingsanordning) till K-D-apparatens mikro-Snyderkolonn enligt tillverkarens anvisningar. Förvät Snyderkolonnen genom att tillsätta 0,5 mL metylenklorid eller lösningsmedlet för lösningsmedelsbytet upptill i kolonnen. Placera mikrokoncentreringsapparaten i ett varmt vattenbad så att koncentratorröret är delvis nedsänkt i det varma vattnet. Justera vid behov apparatens höjdläge och vattentemperaturen så att koncentreringen slutförs på 5 – 10 min. Vid rätt destillationshastighet klapprar kolonnens kulor livligt, men kamrarna fylls inte med vätska.
11.6.1.2 När den synliga vätskevolymen når 0,5 mL, ta bort apparaten från vattenbadet och låt den rinna av och svalna i minst 10 min. Ta bort Snyderkolonnen och skölj ned innehållet på dess nedre slipförband i koncentratorröret med 0,2 mL lösningsmedel. Justera extraktets slutvolym till 1,0 – 2,0 mL.
VARNING: Låt inte extraktet indunsta till torrhet, eftersom detta leder till stora förluster av vissa analyter. Organofosforpesticider är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.6.2 Teknik för indunstning med kvävgas
11.6.2.1 Placera koncentratorröret i ett varmt bad (30 degC) och indunsta lösningsmedlet till en volym på 0,5 mL med en svag ström av ren, torr kvävgas (filtrerad genom en kolonn med aktivt kol).
VARNING: Nya plastslangar får inte användas mellan kolfällan och provet, eftersom de kan tillföra ftalater som orsakar interferenser.
11.6.2.2 Skölj ned koncentratorrörets innervägg flera gånger med lösningsmedel under koncentreringen. Placera koncentratorröret så att vatten inte kondenserar ned i extraktet under indunstningen. Vid normalt förfarande får extraktet inte tillåtas bli torrt.
VARNING: Låt inte extraktet indunsta till torrhet, eftersom detta leder till stora förluster av vissa analyter. Organofosforpesticider är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.7 Extraktet får nu genomgå uppreningsförfaranden eller analyseras med avseende på målanalyterna med lämplig bestämningsteknik eller lämpliga bestämningstekniker. Om vidare hantering av extraktet inte kommer att ske omedelbart, förslut koncentratorröret med en propp och förvara det i kylskåp. Om extraktet ska förvaras längre än 2 dagar bör det överföras till en provflaska med ett skruvlock med PTFE-inlägg och märkas på lämpligt sätt.
12. Dataanalys och beräkningar
Inga beräkningar är uttryckligen knutna till detta extraktionsförfarande. Se tillämplig bestämningsmetod för beräkning av slutliga provresultat.
13. Metodens prestanda
14. Förebyggande av föroreningar
14.1 Förebyggande av föroreningar omfattar alla tekniker som minskar eller eliminerar avfallets mängd och/eller toxicitet där det uppstår. Det finns många möjligheter att förebygga föroreningar i laboratorieverksamhet. EPA har fastställt en rekommenderad hierarki för miljöhanteringstekniker där förebyggande av föroreningar är förstahandsvalet. När det är genomförbart bör laboratoriepersonalen använda tekniker för att förebygga föroreningar för att hantera uppkomsten av avfall. När det inte är genomförbart att minska avfallet vid källan rekommenderar myndigheten återvinning som det näst bästa alternativet.
14.2 För information om förebyggande av föroreningar som kan vara tillämplig på laboratorier och forskningsinstitutioner, se Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, som finns tillgänglig från 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. Avfallshantering
dragskåp och arbete vid laboratoriebänkar, följa såväl ordalydelsen som syftet i alla tillstånd och föreskrifter för utsläpp till avlopp samt följa alla föreskrifter om fast avfall och farligt avfall, särskilt reglerna för identifiering av farligt avfall och restriktionerna för deponering. För ytterligare information om avfallshantering, se The Waste Management Manual for Laboratory Personnel, som finns tillgänglig från American Chemical Society på den adress som anges i avsnitt 14.2.
Litteratur/Referenser
- 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.
Fakta värda att känna till
Vävnadshomogenisatorer med ultraljud kallas ofta sondsonikator, ultraljudslysator, ultraljudsdisruptor, ultraljudskvarn, sonoruptor, sonifierare, ultraljudsdisintegrator, celldisruptor, ultraljudsdispergerare eller upplösare. De olika benämningarna härrör från de olika tillämpningar som kan utföras med ultraljudsbehandling.
Olika sonotrodstorlekar för UP200Ht