VialTweeter – Сонореактор для вилучення мікроелементів з ґрунту

Для моніторингу здоров'я та забруднення ґрунту необхідно виділити та виміряти забруднюючі речовини, такі як мікроелементи. VialTweeter значно полегшує попереднє аналітичне вилучення в лабораторних робочих процесах. Вилучення мікроелементів із зразків ґрунту є чудовим прикладом, що демонструє ефективність та надійність VialTweeter для покращення результатів екстракції.

Екстракція мікроелементів із зразків ґрунту

Вилучення мікроелементів із ґрунту є важливим аналітичним кроком у екологічному моніторингу, геохімічних дослідженнях та сільськогосподарських оцінках. Традиційні методи, включаючи кислотне травлення, мікроекстракцію та екстракцію за допомогою мікрохвиль, часто забирають багато часу, вимагають багато реагентів та/або є екологічно небезпечними.
VialTweeter, потужний ультразвуковий сонореактор, є чудовою альтернативою, пропонуючи підвищену ефективність екстракції, скорочення часу обробки та мінімальне споживання реагентів. Цей новий підхід значно покращує відновлення мікроелементів із ґрунтових матриць, забезпечуючи більш точні та відтворювані результати при дотриманні принципів зеленої аналітичної хімії.

Екстракція мікроелементів із ґрунту за допомогою багатотрубного сонікатора VialTweeter

Carretero-Peña et al. (2021) провели дослідження, яке продемонструвало, що VialTweeter є високоефективним інструментом для вилучення мікроелементів із ґрунту. Ключові деталі та висновки їхнього дослідження наводимо нижче.

Ультразвукова екстракція за допомогою VialTweeter:
4,0–7,5 мг ґрунту зважують у пробірки Еппендорфа об'ємом 1,5 мл. Додають певний об'єм розчину HNO₃ (0,60–1,5 мл), і трубки герметизують перед приміщенням у сонорактор VialTweter. Зразки піддаються ультразвуковій екстракції при кімнатній температурі протягом 450 сек. Після ультразвукового дослідження їх центрифугують при 3500 об/хв протягом 10 хвилин. Порцію супернатанту за допомогою мікропіпетки переносять у колбу об'ємом 10 мл, де її розбавляють 5,0% HNO₃. Перед аналізом додають внутрішній стандарт германію (Ge IV) для досягнення кінцевої концентрації 10 нг/мл.
Тривалість з VialTweeter: 450 секунд
 

Кислотне зброджування зразків ґрунту:
50 мг грунту обробляють 2,5 мл HNO₃ і 5,0 мл HF в закритих тефлонових посудинах для травлення при 90 ° C протягом 8 годин. Потім посудини відкривають, і додають 2,5 мл HClO₄ перед випаровуванням суміші до сухості при 200°C на гарячій плиті. Після цього вводиться 1,0 мл HNO₃ і знову випаровується. Завершальний етап передбачає розчинення залишку в 2,5 мл HNO₃, перенесення розчину в об'ємну колбу об'ємом 50 мл і завершення об'єму надчистою водою. Внутрішні стандарти індію (In III) та ітрію (Y III) (50 мкл розчину 10 мг/л) додаються для забезпечення точності в подальшому елементному аналізі.
Тривалість кислого перетравлення: 8 годин
 

Оптимізація умов видобутку

Дослідники перевіряли різні умови екстракції, щоб отримати максимальну кількість мікроелементів із зразків ґрунту. Ці умови максимізують відновлення мікроелементів при мінімізації використання кислот і скорочують загальний час екстракції в порівнянні з традиційними методами травлення.

Порівняння ефективності екстракції: VialTweeter проти кислотного травлення

Порівняльна оцінка виходів мінеральної сировини в порівнянні з еталонними зразками, видобутими за допомогою кислотного зброджування, підкреслює чудову ефективність і надійність багатотрубного ультразвукового апарату VialTweeter.

Ефективність екстракції більше 100% означає, що кількість даного елемента, вилученого зі зразка, перевищує очікуване або еталонне значення.

За допомогою VialTweeter ефективне високопродуктивне вилучення речовин із зразків полегшує щоденний робочий процес в аналітичних лабораторіях.

1. Швидша екстракція – Різко скорочує час з годин до хвилин.
2. Мінімальне забруднення зразка – Герметична конструкція флакона запобігає повітряному або перехресному забрудненню.
3. Висока відтворюваність – Рівномірний розподіл енергії між флаконами виключає варіабельність.
4. Екологічність – Зменшує споживання кислоти та небезпечних відходів.
5. Масштабованість і висока пропускна здатність – Підходить для програм швидкого екологічного моніторингу.

Сонореактор VialTweeter

Механізм ультразвукової екстракції (ОАЕ)

Принцип роботи сонорактора VialTweeter полягає в потужній ультразвуковій кавітації, фізичному пехноменоні, який генерує локалізовані високі сили зсуву та перепади тиску в рідкому середовищі. Це явище полегшує розщеплення частинок грунту і підвищує ефективність вилуговування іонів металів в розчинник для екстракції.

Ключові переваги ультразвукової кавітації при видобутку ґрунту:

• Покращене руйнування матриці: мікроджети, спричинені кавітацією, посилюють проникнення розчинника в частинки ґрунту.
• Зменшений розмір частинок: механічні сили розщеплюють агрегати, оголюючи більшу площу поверхні для видобутку корисних копалин.
• Підвищена кінетика реакції: прискорена десорбція і розчинення мікроелементів у розчині.
• Мінімізоване використання реагентів: зниження концентрації кислоти знижує вплив на навколишнє середовище без шкоди для ефективності екстракції.

Конфігурація та дизайн VialTweeter

Система VialTweeter складається з титанового блоку з 10 слотами для флаконів, що забезпечують рівномірний ультразвуковий розподіл енергії. Він живиться від ультразвукового генератора потужністю 200 Вт на частоті 26 кГц і передає однакову енергію кожному зразку, забезпечуючи стабільну та відтворювану екстракцію в кількох флаконах одночасно.

Ключові особливості:

• Потужна рівномірна ультразвукова система високої потужності для пакетної обробки.
• Усунення перехресного забруднення за рахунок ізоляції флаконів.
• Мінімальні втрати проби в герметично закритих реакційних судинах.
• Масштабованість для високопродуктивного моніторингу навколишнього середовища.

VialTweeter також доступний у вигляді однотрубної моделі ультразвукового апарату для надійної підготовки зразків трубок Falcon. Дізнайтеся більше про індивідуальну однотрубну модель для стерильного ультразвукового випромінювання трубок Falcon!

Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині

Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

Моделі безконтактного сонікатора Hielscher UIP400MTP для мікропланшетів, VialTweeter і CupHorn: швидкісна і високопродуктивна підготовка зразків