EPA3550 Ultrasonik Ekstraksiyon Kılavuzu
Ultrasonik ekstraksiyon, küçük laboratuvar numunelerine ve ticari üretim ölçeğinde değerli bileşiklerin ekstraksiyonuna uygulanabilen yeşil, çevre dostu bir ekstraksiyon yöntemidir. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA), Kaynak Koruma ve Geri Kazanım Yasası’nı (RCRA) desteklemek üzere çeşitli analitik kimya ve karakteristik özellik test metodolojileri, çevresel numune alma ve izleme uygulamaları ve yürürlükte olan kalite güvencesi uygulamaları önermektedir. EPA, ultrason destekli ekstraksiyon için aşağıdaki kılavuzu yayımlamıştır:
YÖNTEM 3550C – Ultrasonik Ekstraksiyon
1. Kapsam ve uygulama
Ayrıca SW-846 yöntemleri, yöntemle tanımlanan parametrelerin analizinde belirli yöntemlerin kullanılmasının zorunlu olduğu durumlar dışında, bir laboratuvarın kendi genel kullanımı veya belirli bir proje uygulaması için kendi ayrıntılı Standart İşletim Prosedürünü (SOP) oluştururken temel başlangıç noktası olarak kullanabileceği bir analitik prosedürün veya tekniğin nasıl gerçekleştirileceğine ilişkin genel bilgiler içeren rehber yöntemler olarak tasarlanmıştır. Bu yöntemde yer alan performans verileri yalnızca rehberlik amaçlıdır; laboratuvar akreditasyonu amacıyla mutlak kalite kontrol (QC) kabul kriterleri olarak tasarlanmamıştır ve bu amaçla kullanılmamalıdır.
1.1 Bu yöntem, toprak, çamur ve atık gibi katılardan uçucu olmayan ve yarı uçucu organik bileşiklerin ekstraksiyonu için bir prosedürü açıklar. Ultrasonik işlem, numune matrisi ile ekstraksiyon çözücüsü arasında yakın temas sağlar.
1.2 Bu yöntem, organik bileşiklerin beklenen konsantrasyonuna göre iki prosedüre ayrılır. Düşük konsantrasyon prosedürü (Bölüm 11.3), konsantrasyonu 20 mg/kg veya daha düşük olması beklenen tekil organik bileşenler içindir ve daha büyük numune miktarı ile art arda üç ekstraksiyon kullanır (daha düşük konsantrasyonların ekstraksiyonu daha zordur). Orta/yüksek konsantrasyon prosedürü (Bölüm 11.4), konsantrasyonu 20 mg/kg değerinden yüksek olması beklenen tekil organik bileşenler içindir ve daha küçük numune ile tek bir ekstraksiyon kullanır.
1.3 Ekstraktların analizden önce bir tür temizleme işlemine tabi tutulması (örneğin 3600 serisinden bir yöntem kullanılarak) kuvvetle önerilir.
1.4 Maksimum ekstraksiyon verimine ulaşmak için yönteme (üreticinin talimatları dâhil) eksiksiz uyulması kritik önemdedir. Ekstraksiyon prosedürünün kritik yönlerine ilişkin açıklamalar için Bölüm 11.0’a bakın. Belirli çalışma ayarları için üreticinin talimatlarına başvurun.
1.5 Bu yöntem, farklı analit grupları için kullanılabilecek en az üç ekstraksiyon çözücü sistemini açıklar (bkz. Bölüm 7.4). İlgili analitler için yeterli performans gösterilebilmesi koşuluyla başka çözücü sistemleri de kullanılabilir. Ekstraksiyon çözücüsünün seçimi ilgili analitlere bağlıdır ve tek bir çözücü tüm analit grupları için evrensel olarak uygulanabilir değildir. Ultrasonik ekstraksiyonun verimine ilişkin, özellikle yaklaşık 10 μg/kg değerine yakın veya bu değerin altındaki konsantrasyonlarda ortaya çıkan kaygılar nedeniyle, analistin ilgili analitler ve ilgili konsantrasyonlar için belirli çözücü sisteminin ve çalışma koşullarının performansını göstermesi zorunludur. Bu gösterim, bu yöntemde özellikle listelenenler dâhil kullanılan her çözücü sistemi için geçerlidir. Böyle bir gösterim, en azından temiz bir referans matrisi kullanılarak Yöntem 3500’de açıklanan başlangıç yeterlilik gösterimini kapsayacaktır. Yöntem 8000, bu tür gösterimler ile matrise analit eklenmiş numune ve laboratuvar kontrol numunesi sonuçları için performans kriterleri geliştirmede kullanılabilecek prosedürleri açıklar.
1.6 EPA, düşük milyarda bir (ppb) düzeyindeki ve daha düşük konsantrasyonlardaki organofosforlu pestisitler bakımından ultrasonik ekstraksiyonun verimine ilişkin yayımlanmış verilerin sınırlı olduğunu belirtmektedir. Bu nedenle, özellikle bu bileşikler için bu yöntemin kullanılması, yukarıda ve Yöntem 3500’de ele alınanlar gibi performans verileriyle desteklenmelidir.
1.7 Bu yöntemi kullanmadan önce analistlerin, kalite kontrol prosedürleri, QC kabul kriterlerinin geliştirilmesi, hesaplamalar ve genel rehberlik hakkında ek bilgi için genel analizde kullanılabilecek her prosedür türünün temel yöntemine (örneğin Yöntem 3500, 3600, 5000 ve 8000) başvurmaları tavsiye edilir. Analistler ayrıca yöntem, cihaz, malzeme, reaktif ve sarf malzemesi seçiminde öngörülen esneklik ve kullanılan tekniklerin ilgili matriste ve ilgili düzeylerde ilgili analitler için uygun olduğunu gösterme konusundaki analist sorumlulukları hakkında rehberlik için el kitabının başındaki sorumluluk reddi beyanına ve İkinci Bölümdeki bilgilere başvurmalıdır.
Ayrıca analistlere ve veri kullanıcılarına, bir düzenlemede açıkça belirtilen durumlar dışında, federal test gerekliliklerini karşılamak için SW-846 yöntemlerinin kullanılmasının zorunlu olmadığı bildirilir. Bu yöntemdeki bilgiler, amaçlanan uygulamanın veri kalitesi hedeflerini karşılayan sonuçlar üretmek için gerekli değerlendirmeleri yaparken analistlerin ve düzenlemelere tabi tarafların kullanacağı rehberlik olarak EPA tarafından sağlanmaktadır.
1.8 Bu yöntemin kullanımı, uygun deneyime ve eğitime sahip analistlerin kullanımıyla veya onların gözetimi altında kullanımla sınırlıdır. Her analist, bu yöntemle kabul edilebilir sonuçlar üretme yeteneğini göstermelidir. Yukarıda belirtildiği gibi bu tür gösterimler, ilgili analitlere ve kullanılan çözücü sistemine, ayrıca düşük ve orta/yüksek konsantrasyonlu numunelere yönelik prosedürlere özgüdür.
Çok Numuneli Sonikatör “VialTweeter” ile birden fazla kapalı viyalin ve deney tüpünün eş zamanlı numune hazırlığı
2. Yöntemin Özeti
2.1 Düşük konsantrasyon prosedürü – Numune, serbestçe akan bir toz oluşturmak için susuz sodyum sülfatla karıştırılır. Karışım, ultrasonik ekstraksiyon kullanılarak çözücüyle üç kez ekstrakte edilir. Ekstrakt, vakum filtrasyonu veya santrifüjleme yoluyla numuneden ayrılır. Ekstrakt, son konsantre etme işlemi, temizleme ve/veya analiz için hazırdır.
2.2 Orta / yüksek konsantrasyon prosedürü – Numune, serbestçe akan bir toz oluşturmak için susuz sodyum sülfatla karıştırılır. Bu karışım, ultrasonik ekstraksiyon kullanılarak çözücüyle bir kez ekstrakte edilir. Ekstraktın bir kısmı temizleme ve/veya analiz için toplanır.
3. Tanımlar
Bu yöntemle ilgili olabilecek tanımlar için Birinci Bölüme ve üreticinin talimatlarına başvurun.
4. Girişimler
4.1 Çözücüler, reaktifler, cam malzemeler ve diğer numune işleme donanımları, numune analizinde artefaktlara ve/veya girişimlere neden olabilir. Yöntem kör numuneleri analiz edilerek tüm bu malzemelerin analiz koşulları altında girişim oluşturmadığı gösterilmelidir.
Reaktiflerin özel olarak seçilmesi ve çözücülerin tamamen camdan oluşan sistemlerde damıtılarak saflaştırılması gerekebilir. Kalite kontrol prosedürlerine ilişkin özel rehberlik için kullanılacak her yönteme, cam malzemelerin temizlenmesine ilişkin genel rehberlik için ise Dördüncü Bölüme başvurun.
4.2 Girişimler genellikle ilgili analitlere özgüdür. Bu nedenle, ekstraksiyon girişimlerine ilişkin özel rehberlik için Yöntem 3500’e ve uygun tayin yöntemlerine başvurun.
5. Güvenlik
Bu yöntem, kullanımıyla ilişkili tüm güvenlik konularını ele almaz. Laboratuvar, güvenli bir çalışma ortamını ve bu yöntemde listelenen kimyasalların güvenli kullanımına ilişkin OSHA düzenlemelerini içeren güncel bir bilgilendirme dosyasını muhafaza etmekten sorumludur. Bu analizlerde görev alan tüm personelin erişimine açık bir malzeme güvenlik bilgi formları (MSDS’ler) başvuru dosyası bulunmalıdır.
6. Ekipman ve Sarf Malzemeleri
Bu el kitabında ticari adların veya ticari ürünlerin anılması yalnızca örnek verme amaçlıdır ve EPA onayı ya da kullanım için münhasır bir öneri oluşturmaz. SW-846 yöntemlerinde belirtilen ürünler ve cihaz ayarları, yöntemin geliştirilmesi sırasında kullanılan veya daha sonra Ajans tarafından değerlendirilen ürünleri ve ayarları temsil eder. Amaçlanan uygulamaya uygun yöntem performansının gösterilmiş ve belgelenmiş olması koşuluyla, bu el kitabında listelenenlerin dışındaki cam malzemeler, reaktifler, sarf malzemeleri, ekipmanlar ve ayarlar kullanılabilir.
Bu bölümde yaygın laboratuvar cam malzemeleri (örneğin beherler ve balonlar) listelenmemiştir.
6.2 Ultrasonik hazırlama – Titanyum uçla donatılmış horn tipi bir cihaz veya uygun performans sağlayacak bir cihaz kullanılmalıdır. (örneğin UP200Ht veya UP200St)
6.2.1 Ultrasonik parçalayıcı – Parçalayıcı, darbeli çalışabilmeli ve en az 300 watt güce sahip olmalıdır. Kavitasyon sesini azaltmak üzere tasarlanmış bir cihaz önerilir. Parçalayıcıyı düşük ve orta/yüksek konsantrasyonlu numunelerin ekstraksiyonu için hazırlarken üreticinin talimatlarına uyun. (örneğin UP400S)
6.2.2 Düşük konsantrasyonlu yöntem prosedürü için 3/4-inch horn, orta/yüksek konsantrasyonlu yöntem prosedürü için ise 1/2-inch horna takılmış 1/8-inch konik mikro uç kullanın.
6.3 Ses yalıtım kutusu – İşitme hasarını önlemek için ses yalıtım kabini (örneğin SPB-L ses yalıtım kutusu) kullanılması önerilir. Böylece sonikasyon işleminin kavitasyon gürültüsü önemli ölçüde azaltılabilir.
Ek ekipman
6.4.1 Kurutma etüvü – 105 degC sıcaklığı koruyabilen.
6.4.2 Desikatör.
6.4.3 Krozeler – Porselen veya tek kullanımlık alüminyum.
6.5 Pasteur pipetleri – 1-mL, cam, tek kullanımlık.
6.7 Vakum veya basınç filtrasyon cihazı
6.7.1 Buchner hunisi
6.7.2 Filtre kâğıdı
6.8 Kuderna-Danish (K-D) düzeneği
6.8.1 Konsantre etme tüpü – 10-mL, dereceli. Ekstraktların buharlaşmasını önlemek için buzlu cam tıpa kullanılır.
6.8.2 Buharlaştırma balonu – 500-mL. Balonu konsantre etme tüpüne yaylar, kelepçeler veya eşdeğer bağlantı elemanlarıyla takın.
6.8.3 Snyder kolonu – Üç bilyeli makro.
6.8.4 Snyder kolonu – İki bilyeli mikro.
6.8.5 Yaylar – 1/2-inch.
6.9 Çözücü buharı geri kazanım sistemi.
NOT: Bu cam malzemeler, Kuderna-Danish buharlaştırmalı konsantre etme cihazlarının kullanılmasını gerektiren konsantre etme prosedürlerinde çözücünün geri kazanılması amacıyla önerilir. Bu düzeneğin sisteme eklenmesi, uçucu organiklerin hava emisyonlarını düzenleyen federal, eyalet veya yerel belediye düzenlemeleri uyarınca gerekli olabilir. EPA, bir emisyon azaltma programını uygulama yöntemi olarak bu tür bir geri kazanım sisteminin sisteme eklenmesini önerir. Çözücü geri kazanımı, atık azaltma ve kirlilik önleme girişimlerine uyum sağlamanın bir yoludur.
6.10 Kaynama taşları – Çözücüyle ekstrakte edilmiş, yaklaşık 10/40 mesh (silisyum karbür veya eşdeğeri).
6.11 Su banyosu – Isıtmalı, eş merkezli halkalı kapaklı, ± 5 degC hassasiyetle sıcaklık kontrolü yapabilen. Banyo bir çeker ocakta kullanılmalıdır.
6.12 Terazi – Üstten yüklemeli, en yakın 0,01 g değerine kadar doğru tartım yapabilen.
6.13 Viyaller – 2-mL, GC otomatik numune alıcısı için, politetrafloroetilen (PTFE) astarlı vidalı kapaklar veya kıvrılarak sıkıştırılan kapaklarla donatılmış.
6.14 Cam sintilasyon viyalleri – 20-mL, PTFE astarlı vidalı kapaklarla donatılmış.
6.15 Spatül – Paslanmaz çelik veya PTFE.
6.16 Kurutma kolonu – İç çapı 20-mm olan, tabanında cam yünü bulunan borosilikat cam kromatografi kolonu.
NOT: Fritli cam disk içeren kolonların, yüksek derecede kirlenmiş ekstraktları kurutmak için kullanıldıktan sonra kirleticilerden arındırılması zordur. Fritsiz kolonlar satın alınabilir.
Adsorbanı tutmak için küçük bir cam yünü tamponu kullanın. Kolonu adsorbanla doldurmadan önce cam yünü tamponunu 50 mL asetonla, ardından 50 mL elüsyon çözücüsüyle ön yıkamadan geçirin.
6.17 Azotla buharlaştırma cihazı (isteğe bağlı) – N-Evap, 12 veya 24 konumlu (Organomation Model 112 veya eşdeğeri).
7. Reaktifler ve standartlar
7.2 Organik madde içermeyen reaktif suyu. Bu yöntemde suya yapılan tüm atıflar, Birinci Bölümde tanımlanan organik madde içermeyen reaktif suyunu ifade eder.
7.3 Sodyum sülfat (granül, susuz), Na2SO4. Sığ bir tepside 400 degC sıcaklıkta 4 saat ısıtarak veya sodyum sülfatı metilen klorürle ön temizlemeden geçirerek saflaştırın. Sodyum sülfat metilen klorürle ön temizlemeden geçirilirse, sodyum sülfattan kaynaklanan girişim olmadığını gösteren bir yöntem kör numunesi analiz edilmelidir.
7.4 Ekstraksiyon çözücüleri
Numuneler, ilgili konsantrasyonlarda ilgili analitlerin numune matrisinden optimum ve tekrarlanabilir geri kazanımını sağlayan bir çözücü sistemi kullanılarak ekstrakte edilmelidir. Ekstraksiyon çözücüsünün seçimi ilgili analitlere bağlıdır ve tek bir çözücü tüm analit grupları için evrensel olarak uygulanabilir değildir. Bu yöntemde özellikle listelenenler dâhil hangi çözücü sistemi kullanılırsa kullanılsın, analist ilgili analitler için ilgili düzeylerde yeterli performans göstermelidir. Böyle bir gösterim, en azından temiz bir referans matrisi kullanılarak Yöntem 3500’de açıklanan başlangıç yeterlilik gösterimini kapsayacaktır. Yöntem 8000, bu tür gösterimler ile matrise analit eklenmiş numune ve laboratuvar kontrol numunesi sonuçları için performans kriterleri geliştirmede kullanılabilecek prosedürleri açıklar.
Aşağıda açıklanan çözücü sistemlerinin çoğu, aseton gibi suyla karışabilen bir çözücü ile metilen klorür veya hekzan gibi suyla karışmayan bir çözücünün birleşimini içerir. Suyla karışabilen çözücünün amacı, karışık çözücünün katı parçacıkların yüzeyindeki su tabakasına nüfuz etmesini sağlayarak ıslak katıların ekstraksiyonunu kolaylaştırmaktır. Suyla karışmayan çözücü, benzer polariteye sahip organik bileşikleri ekstrakte eder. Bu nedenle, hekzan gibi apolar bir çözücü genellikle PCB’ler gibi apolar analitler için kullanılırken, metilen klorür gibi polar bir çözücü polar analitler için kullanılabilir. Asetonun polaritesi de karışık çözücü sistemlerinde polar analitlerin ekstraksiyonuna yardımcı olabilir.
Tablo 1, çeşitli ekstraksiyon çözücü sistemleri kullanılarak bir NIST SRM’den ekstrakte edilen seçilmiş yarı uçucu organik bileşikler için örnek geri kazanım verileri sunar. Aşağıdaki bölümler, çeşitli analit sınıfları için çözücü seçimine ilişkin rehberlik sağlar.
Tüm çözücüler pestisit analizine uygun kalitede veya eşdeğer kalitede olmalıdır. Çözücülerin gazı kullanımdan önce giderilebilir.
7.4.1 Yarı uçucu organik bileşikler, aseton/hekzan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) veya aseton/metilen klorür (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) ile ekstrakte edilebilir.
7.4.2 Organoklorlu pestisitler, aseton/hekzan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) veya aseton/metilen klorür (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) ile ekstrakte edilebilir.
7.4.3 PCB’ler, aseton/hekzan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), aseton/metilen klorür (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) veya hekzan (C6H14) ile ekstrakte edilebilir.
7.4.4 Analistin numune matrisinde ilgili konsantrasyonlarda ilgili analitler için yeterli performans gösterebilmesi koşuluyla başka çözücü sistemleri kullanılabilir (bkz. Yöntem 3500).
7.5 Çözücü değiştirme işleminde kullanılan çözücüler – Bazı tayin yöntemleri kullanıldığında, ekstraksiyon çözücüsünün bu tayin yönteminde kullanılan cihazlarla uyumlu bir çözücüyle değiştirilmesi gerekecektir. Uygun değiştirme çözücüsünü seçmek için kullanılacak tayin yöntemine başvurun. Tüm çözücüler pestisit analizine uygun kalitede veya eşdeğer kalitede olmalıdır. Değiştirme çözücülerine ilişkin örnekler aşağıda verilmiştir.
7.5.1 Hekzan, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Siklohekzan, C6H12
7.5.4 Asetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
SPB-L ses yalıtım kutusu, sonikasyonun kavitasyon gürültüsünü önemli ölçüde azaltır.
8. Numune Alma, Koruma ve Saklama
8.1 Dördüncü Bölümün giriş materyaline, “Organik Analitler” başlıklı Yöntem 3500’e ve kullanılacak özel tayin yöntemlerine bakın.
8.2 Bu prosedürle ekstrakte edilecek katı numuneler, yarı uçucu organik bileşikler içeren diğer tüm katı numuneler gibi alınmalı ve saklanmalıdır.
9. Kalite kontrolü
9.2 Başlangıç yeterlilik gösterimi
Her laboratuvar, temiz bir matriste hedef analitler için kabul edilebilir doğruluk ve kesinliğe sahip veriler üreterek kullandığı her numune hazırlama ve tayin yöntemi kombinasyonuyla başlangıç yeterliliğini göstermelidir. Laboratuvar ayrıca yeni personel eğitildiğinde veya cihazlarda önemli değişiklikler yapıldığında yeterlilik gösterimini tekrarlamalıdır. Yeterlilik gösteriminin nasıl gerçekleştirileceğine ilişkin bilgi için Yöntem 8000’e bakın.
9.3 Başlangıçta, herhangi bir numuneyi işlemeden önce, analist ekipmanın numune ve reaktiflerle temas eden tüm parçalarının girişim oluşturmadığını göstermelidir. Bu, bir yöntem kör numunesinin analiziyle gerçekleştirilir. Sürekli bir kontrol olarak, numunelerin her ekstrakte edildiği, temizlendiği ve analiz edildiği seferde ve reaktiflerde değişiklik olduğunda, kronik laboratuvar kontaminasyonuna karşı bir önlem olarak bir yöntem kör numunesi ekstrakte edilmeli ve ilgili bileşikler açısından analiz edilmelidir.
9.4 Tüm yöntem kör numuneleri, matrise analit eklenmiş numuneler veya tekrarlı numuneler, gerçek numunelerde kullanılanlarla aynı analitik prosedürlere (Bölüm 11.0) tabi tutulmalıdır.
9.5 Bu yöntemle birlikte, uygun sistematik planlama belgelerinde ve laboratuvar SOP’lerinde yer alan standart kalite güvencesi uygulamaları kullanılmalıdır. Tüm cihaz çalışma koşulları kaydedilmelidir.
9.6 Ekstraksiyon ve numune hazırlama kalite kontrol prosedürleri için ayrıca Yöntem 3500’e, tayine yönelik QC prosedürleri için ise kullanılacak tayin yöntemlerine başvurun.
9.7 Uygun tayin yönteminde listelendikleri durumlarda, ekstraksiyondan önce tüm numunelere vekil standartlar eklenmelidir. Daha fazla bilgi için Yöntem 3500 ve 8000’e ve uygun tayin yöntemlerine bakın.
9.8 Daha önce belirtildiği gibi, ultrasonik ekstraksiyon dâhil herhangi bir ekstraksiyon tekniğinin kullanımı, numune matrisinde ilgili düzeylerde ilgili analitler için belirli çözücü sisteminin ve çalışma koşullarının performansını gösteren verilerle desteklenmelidir.
10. Kalibrasyon ve Standardizasyon
Bu numune ekstraksiyonu prosedürüyle doğrudan ilişkili herhangi bir kalibrasyon veya standardizasyon adımı yoktur.
11. Prosedür
Bölüm 1.4’te belirtildiği gibi, ultrasonik ekstraksiyon topraklar/katılar için diğer ekstraksiyon yöntemleri kadar titiz bir yöntem olmayabilir. Bu nedenle, maksimum ekstraksiyon verimine ulaşmak için bu yönteme (üreticinin talimatları dâhil) eksiksiz uyulması kritik önemdedir. Bu tekniğin başarılı kullanımı için en azından şu koşullar sağlanmalıdır:
11.1 Numunelerin işlenmesi
11.1.2 Atık numuneleri – Birden fazla fazdan oluşan numuneler, ekstraksiyondan önce İkinci Bölümde açıklanan faz ayırma prosedürüyle hazırlanmalıdır. Bu ekstraksiyon prosedürü yalnızca katılar içindir.
11.1.3 Öğütmeye uygun kuru atık numuneleri – Atığı, 1-mm elekten geçecek veya 1- mm delikten ekstrüde edilebilecek şekilde öğütün veya başka bir yöntemle küçük parçalara ayırın. Öğütme sonrasında en az 10 g elde etmek için öğütme cihazına yeterli miktarda numune koyun.
DİKKAT: Laboratuvarın kontaminasyonunu önlemek için kurutma ve öğütme bir çeker ocakta yapılmalıdır.
11.1.4 Öğütmeye uygun olmayan yapışkan, lifli veya yağlı malzemeler – Karışmayı ve numune yüzeylerinin ekstraksiyona maksimum düzeyde maruz kalmasını sağlamak için bu malzemeleri kesin, parçalayın veya başka bir yöntemle boyutlarını küçültün.
11.2 Yüzde kuru ağırlığın belirlenmesi – Numune sonuçları kuru ağırlık esasına göre hesaplanacaksa, analitik tayin için kullanılan kısımla aynı anda numunenin ayrı bir kısmı tartılmalıdır.
DİKKAT: Kurutma etüvü bir çeker ocak içinde bulunmalı veya havalandırılmalıdır. Yüksek derecede kirlenmiş tehlikeli bir atık numunesi, önemli laboratuvar kontaminasyonuna yol açabilir.
Ekstrakte edilecek numune alikotunu tarttıktan hemen sonra, numunenin 5–10 g büyüklüğünde ek bir alikotunu darası alınmış bir krozeye tartın. Bu alikotu gece boyunca 105 degC sıcaklıkta kurutun. Tartmadan önce desikatörde soğumasını bekleyin.
Yüzde kuru ağırlığı aşağıdaki gibi hesaplayın:
% kuru ağırlık = (kuru numunenin g cinsinden ağırlığı / numunenin g cinsinden ağırlığı) x 100
Etüvde kurutulan bu alikot ekstraksiyon için kullanılmaz ve kuru ağırlık belirlendikten sonra uygun şekilde bertaraf edilmelidir.
11.3 Düşük konsantrasyonlu ekstraksiyon prosedürü
Bu prosedür, 20 mg/kg veya daha az organik analit içermesi beklenen katı numunelere uygulanır.
Sonikasyon öncesi adımlar
11.3.1 Daha uçucu ekstrakte edilebilir maddelerin kaybını önlemek için aşağıdaki adımlar hızla gerçekleştirilmelidir.
11.3.1.1 Yaklaşık 30 g numuneyi 400-mL bir behere tartın. Ağırlığı en yakın 0,1 g değerine yuvarlayarak kaydedin.
11.3.1.2 Her partide analit eklenmesi için seçilen numuneye 1,0 mL matrise analit ekleme çözeltisi ekleyin. Matrise eklenecek analit bileşiklerinin ve konsantrasyonlarının uygun seçimine ilişkin rehberlik için Yöntem 3500’e başvurun. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.3.1.3 Tüm numunelere, analit eklenmiş numunelere, QC numunelerine ve kör numunelere 1,0 mL vekil standart çözeltisi ekleyin. Vekil bileşiklerin ve konsantrasyonlarının uygun seçimine ilişkin rehberlik için Yöntem 3500’e başvurun. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.3.1.4 Jel geçirgenlik temizleme işlemi (bkz. Yöntem 3640) kullanılacaksa, analist GPC kolonuna yükleme nedeniyle kaybedilen ekstrakt yarısını telafi etmek için ya vekil standart ekleme çözeltisinin (ve uygulanabilir durumlarda matrise analit ekleme çözeltisinin) hacminin iki katını eklemeli ya da son ekstraktı normal hacmin yarısına kadar konsantre etmelidir. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.3.1.5 Serbestçe akan kumlu bir dokuya sahip olmayan gözeneksiz veya ıslak numuneler (yapışkan veya kil tipi), bir spatül kullanılarak 60 g susuz sodyum sülfatla karıştırılmalıdır. Gerekirse daha fazla sodyum sülfat eklenebilir. Sodyum sülfat eklendikten sonra numune serbestçe akmalıdır. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.3.1.6 Hemen 100 mL ekstraksiyon çözücüsü veya çözücü karışımı ekleyin (çözücü seçimine ilişkin bilgi için bkz. Bölüm 7.4 ve Tablo 2).
11.3.2 3/4-inch parçalayıcı horn ucunun alt yüzeyini, çözücü yüzeyinin yaklaşık 1/2-inch altına, ancak sediment tabakasının üzerine yerleştirin.
NOT: Ultrasonik hornun/sonotrotun üreticinin talimatlarına göre doğru monte edildiğinden emin olun.
11.3.3 Çıkış kontrolü %100’e (tam güç) veya üreticinin önerdiği güç ayarına, mod anahtarı Pulse konumuna (sürekli enerji yerine darbeli enerji) ve yüzde görev döngüsü %50’ye (sürenin %50’sinde enerji açık, %50’sinde kapalı) ayarlanmış olarak numuneyi 3 min boyunca ultrasonik olarak ekstrakte edin. Mikro uçlu probu kullanmayın.
11.3.4 Ekstraktı dekante edin ve temiz bir 500-mL filtrasyon balonuna bağlı Buchner hunisindeki filtre kâğıdından (örneğin Whatman No. 41 veya eşdeğeri) süzün. Alternatif olarak, ekstraktı bir santrifüj şişesine dekante edin ve parçacıkları uzaklaştırmak için düşük hızda santrifüjleyin.
11.3.5 Temiz çözücünün iki ek 100-mL kısmıyla ekstraksiyonu iki kez daha tekrarlayın. Her ultrasonik ekstraksiyondan sonra çözücüyü dekante ederek ayırın. Son ultrasonik ekstraksiyondan sonra numunenin tamamını Buchner hunisine dökün, beheri ekstraksiyon çözücüsüyle çalkalayarak yıkayın ve yıkama sıvısını huniye ekleyin.
Sonikasyon sonrası adımlar
11.3.6 Gerekirse, Bölüm 11.5’teki prosedürü izleyerek ekstraktı analizden önce konsantre edin. Aksi takdirde Bölüm 11.7’ye geçin.
Numune sonikasyonu için mikro uçlu UP200St sonikatörü
11.4 Orta / yüksek konsantrasyonlu ekstraksiyon prosedürü
Bu prosedür, 20 mg/kg değerinden fazla organik analit içermesi beklenen katı numunelere uygulanır.
Sonikasyon öncesi adımlar
11.4.2 Her partide analit eklenmesi için seçilen numuneye 1,0 mL matrise analit ekleme çözeltisi ekleyin. Matrise eklenecek analit bileşiklerinin ve konsantrasyonlarının uygun seçimine ilişkin rehberlik için Yöntem 3500’e başvurun. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.4.3 Tüm numunelere, analit eklenmiş numunelere, QC numunelerine ve kör numunelere 1,0 mL vekil standart ekleme çözeltisi ekleyin. Vekil bileşiklerin ve konsantrasyonlarının uygun seçimine ilişkin rehberlik için Yöntem 3500’e başvurun. Ayrıca Bölüm 11.3’teki nota bakın.
11.4.4 Jel geçirgenlik temizleme işlemi (bkz. Yöntem 3640) kullanılacaksa, analist GPC kolonuna yükleme nedeniyle kaybedilen ekstrakt yarısını telafi etmek için ya vekil standart ekleme çözeltisinin (ve uygulanabilir durumlarda matrise analit ekleme çözeltisinin) hacminin iki katını eklemeli ya da son ekstraktı normal hacmin yarısına kadar konsantre etmelidir.
11.4.5 Serbestçe akan kumlu bir dokuya sahip olmayan gözeneksiz veya ıslak numuneler (yapışkan veya kil tipi), bir spatül kullanılarak 2 g susuz sodyum sülfatla karıştırılmalıdır. Gerekirse daha fazla sodyum sülfat eklenebilir. Sodyum sülfat eklendikten sonra numune serbestçe akmalıdır (bkz. Bölüm 11.3’teki not).
11.4.6 Eklenen vekil standartların ve matrise eklenen analitlerin hacmini dikkate alarak, son hacmi 10,0 mL değerine getirmek için gereken miktarda çözücüyü hemen ekleyin (çözücü seçimine ilişkin bilgi için bkz. Bölüm 7.4 ve Tablo 2).
11.4.7 Çıkış kontrolü 5 ayarında, mod anahtarı darbe konumunda ve yüzde görev döngüsü %50’de olacak şekilde, numuneyi 1/8-inch konik mikro uçlu ultrasonik probla 2 min boyunca ekstrakte edin.
11.4.8 Tek kullanımlık bir Pasteur pipetini 2–3 cm cam yünüyle gevşekçe doldurun. Numune ekstraktını cam yününden süzün ve ekstraktı uygun bir kapta toplayın. 10 mL ekstraksiyon çözücüsünün tamamı numuneden geri kazanılamaz. Bu nedenle analist, kullanılacak tayin yönteminin duyarlılığına uygun bir hacim toplamalıdır. Örneğin, ekstraktın daha fazla konsantre edilmesini gerektirmeyen yöntemlerde (örneğin Yöntem 8081 tipik olarak 10 mL son ekstrakt hacmi kullanır), ekstrakt bir sintilasyon viyalinde veya kapatılabilen başka bir kapta toplanabilir. Daha fazla konsantre edilmesi gerekecek ekstraktlar için, son numune sonuçlarının hesaplanmasını kolaylaştırmak amacıyla bu tür numunelerin tümünde standart bir hacim toplanması tavsiye edilir. Örneğin, temiz bir konsantre etme tüpünde 5,0 mL ekstrakt toplayın. Bu hacim, ilk numune ekstraktının toplam hacminin tam olarak yarısını temsil eder. Gerektiğinde, son numune hesaplamalarında ekstraktın yarısının “kaybını” hesaba katın veya kaybı telafi etmek için son ekstraktı nominal son hacmin yarısına kadar konsantre edin (örneğin 1,0 mL yerine 0,5 mL).
11.4.9 Gerekirse, Bölüm 11.5 veya Bölüm 11.6’daki prosedürü izleyerek ekstraktı analizden önce konsantre edin. Aksi takdirde Bölüm 11.7’ye geçin.
Deriştirme teknikleri
Duyarlılık kriterlerini karşılamak için gerekli olduğunda, düşük konsantrasyonlu veya orta/yüksek konsantrasyonlu ekstraksiyon prosedüründen elde edilen numune ekstraktları, K-D tekniği veya azotla buharlaştırma kullanılarak, kullanılacak tayin yöntemi ve özel uygulama için gerekli son hacme kadar konsantre edilebilir.
11.5.1 Uygun boyutta bir buharlaştırma balonuna 10-mL konsantre etme tüpü takarak bir Kuderna-Danish (K-D) konsantre etme düzeneği kurun.
11.5.2 Ekstraktı yaklaşık 10 g susuz sodyum sülfat içeren bir kurutma kolonundan geçirerek kurutun. Kurutulmuş ekstraktı K-D konsantre etme düzeneğinde toplayın.
11.5.3 Kantitatif aktarım sağlamak için toplama tüpünü ve kurutma kolonunu ek bir 20-mL çözücü kısmıyla yıkayarak yıkama sıvısını K-D balonuna aktarın.
11.5.4 Balona bir veya iki temiz kaynama taşı ekleyin ve üç bilyeli bir Snyder kolonu takın. Üreticinin talimatlarını izleyerek çözücü buharı geri kazanım cam malzemelerini (kondansör ve toplama cihazı, bkz. Bölüm 6.9) K-D düzeneğinin Snyder kolonuna bağlayın. Kolonun üstüne yaklaşık 1 mL metilen klorür (veya başka uygun bir çözücü) ekleyerek Snyder kolonunu önceden ıslatın. K-D düzeneğini, konsantre etme tüpü sıcak suya kısmen daldırılacak ve balonun altındaki yuvarlak yüzeyin tamamı sıcak buhara maruz kalacak şekilde sıcak su banyosuna (çözücünün kaynama noktasının 15–20 EC üzerinde) yerleştirin. Konsantre etme işlemini 10–20 min içinde tamamlamak için düzeneğin dikey konumunu ve su sıcaklığını gerektiği gibi ayarlayın. Uygun damıtma hızında kolonun bilyeleri etkin biçimde tıkırdayacak, ancak hazneler taşmayacaktır. Görünür sıvı hacmi 1 mL değerine ulaştığında K-D düzeneğini su banyosundan çıkarın ve en az 10 min boyunca süzülüp soğumasını bekleyin.
DİKKAT: Bazı analitlerin ciddi kaybına yol açacağından ekstraktın tamamen kurumasına izin vermeyin. Organofosforlu pestisitler bu tür kayıplara özellikle duyarlıdır.
11.5.4.1 Çözücü değiştirme işlemi gerekiyorsa (Tablo 2’de veya uygun tayin yönteminde belirtildiği gibi), Snyder kolonunu kısa süreliğine çıkarın, 50 mL değiştirme çözücüsü ve yeni bir kaynama taşı ekleyin.
11.5.4.2 Snyder kolonunu yeniden takın. Uygun damıtma hızını korumak için gerekirse su banyosunun sıcaklığını yükselterek ekstraktı konsantre edin.
11.5.5 Snyder kolonunu çıkarın. K-D balonunu ve Snyder kolonunun alt bağlantılarını 1–2 mL çözücüyle yıkayarak yıkama sıvısını konsantre etme tüpüne aktarın. Ekstrakt, Bölüm 11.6’da açıklanan tekniklerden biri kullanılarak daha fazla konsantre edilebilir veya uygun bir çözücü kullanılarak 5,0–10,0 mL son hacme ayarlanabilir (bkz. Tablo 2 veya uygun tayin yöntemi). Kükürt kristalleri varsa temizleme için Yöntem 3660’a geçin.
11.6 Daha fazla konsantre etme gerekiyorsa mikro-Snyder kolonu tekniğini (bkz. Bölüm 11.6.1) veya azotla buharlaştırma tekniğini (bkz. Bölüm 11.6.2) kullanın.
11.6.1 Mikro-Snyder kolonu tekniği
11.6.1.1 Konsantre etme tüpüne yeni ve temiz bir kaynama taşı ekleyin ve iki bilyeli bir mikro-Snyder kolonunu doğrudan konsantre etme tüpüne takın. Üreticinin talimatlarını izleyerek çözücü buharı geri kazanım cam malzemelerini (kondansör ve toplama cihazı) K-D düzeneğinin mikro-Snyder kolonuna bağlayın. Kolonun üstüne 0,5 mL metilen klorür veya değiştirme çözücüsü ekleyerek Snyder kolonunu önceden ıslatın. Mikro konsantre etme düzeneğini, konsantre etme tüpü sıcak suya kısmen daldırılacak şekilde sıcak su banyosuna yerleştirin. Konsantre etme işlemini 5–10 min içinde tamamlamak için düzeneğin dikey konumunu ve su sıcaklığını gerektiği gibi ayarlayın. Uygun damıtma hızında kolonun bilyeleri etkin biçimde tıkırdayacak, ancak hazneler taşmayacaktır.
11.6.1.2 Görünür sıvı hacmi 0,5 mL değerine ulaştığında düzeneği su banyosundan çıkarın ve en az 10 min boyunca süzülüp soğumasını bekleyin. Snyder kolonunu çıkarın ve alt bağlantılarını 0,2 mL çözücüyle yıkayarak yıkama sıvısını konsantre etme tüpüne aktarın. Son ekstrakt hacmini 1,0–2,0 mL değerine ayarlayın.
DİKKAT: Bazı analitlerin ciddi kaybına yol açacağından ekstraktın tamamen kurumasına izin vermeyin. Organofosforlu pestisitler bu tür kayıplara özellikle duyarlıdır.
11.6.2 Azotla buharlaştırma tekniği
11.6.2.1 Konsantre etme tüpünü ılık bir banyoya (30 degC) yerleştirin ve hafif bir temiz, kuru azot akışı (aktif karbon kolonundan geçirilerek filtrelenmiş) kullanarak çözücüyü hacmi 0,5 mL olana kadar buharlaştırın.
DİKKAT: Ftalat girişimlerine neden olabileceğinden karbon kapanı ile numune arasında yeni plastik hortum kullanılmamalıdır.
11.6.2.2 Konsantre etme sırasında konsantre etme tüpünün iç duvarını birkaç kez çözücüyle yıkayın. Buharlaştırma sırasında konsantre etme tüpünü, suyun ekstraktın içine yoğuşmasını önleyecek şekilde konumlandırın. Normal prosedürlerde ekstraktın kurumasına izin verilmemelidir.
DİKKAT: Bazı analitlerin ciddi kaybına yol açacağından ekstraktın tamamen kurumasına izin vermeyin. Organofosforlu pestisitler bu tür kayıplara özellikle duyarlıdır.
11.7 Ekstrakt artık temizleme prosedürlerine tabi tutulabilir veya uygun tayin tekniği/teknikleri kullanılarak hedef analitler açısından analiz edilebilir. Ekstraktın sonraki işlemleri hemen yapılmayacaksa konsantre etme tüpünü tıpayla kapatın ve buzdolabında saklayın. Ekstrakt 2 günden uzun süre saklanacaksa PTFE astarlı vidalı kapakla donatılmış bir viyale aktarılmalı ve uygun şekilde etiketlenmelidir.
12. Veri Analizi ve Hesaplamalar
Bu ekstraksiyon prosedürüyle açıkça ilişkili herhangi bir hesaplama yoktur. Son numune sonuçlarının hesaplanması için uygun tayin yöntemine bakın.
13. Yöntem performansı
14. Kirliliğin önlenmesi
14.1 Kirliliğin önlenmesi, atığın oluştuğu noktada miktarını ve/veya toksisitesini azaltan veya ortadan kaldıran her türlü tekniği kapsar. Laboratuvar faaliyetlerinde kirliliğin önlenmesi için çok sayıda fırsat vardır. EPA, kirliliğin önlenmesini ilk tercih edilen yönetim seçeneği olarak konumlandıran, çevre yönetimi tekniklerine ilişkin tercih sıralaması oluşturmuştur. Uygulanabilir olduğu her durumda laboratuvar personeli, atık oluşumunu ele almak için kirlilik önleme tekniklerini kullanmalıdır. Atıkların kaynağında azaltılması uygulanabilir olmadığında Ajans, bir sonraki en iyi seçenek olarak geri dönüşümü önerir.
14.2 Laboratuvarlar ve araştırma kurumları için uygulanabilir olabilecek kirlilik önleme hakkında bilgi almak üzere, Amerikan Kimya Derneğinin Kamu İlişkileri ve Bilim Politikası Departmanından temin edilebilen Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction yayınına başvurun: 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Atık yönetimi
Literatür/Kaynaklar
- 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.
Bilinmesi Gerekenler
Ultrasonik doku homojenizatörleri genellikle prob sonikatörü, sonik lizör, ultrason parçalayıcı, ultrasonik öğütücü, sono-ruptor, sonifier, sonik dismembratör, hücre parçalayıcı, ultrasonik dispersiyon cihazı veya çözündürme cihazı olarak adlandırılır. Farklı terimler, sonikasyonla gerçekleştirilebilen çeşitli uygulamalardan kaynaklanır.
UP200Ht sonikatörü için farklı sonotrot boyutları