۳) حلال انتخابی باید مانند تبلور مجدد از نظر شیمیایی با اجزای مخلوط، واکنش نامناسبی ندهد.
۴) پس از استخراج باید بتوان حلال را به آسان از جسم حل شده جدا کرد. معمولاً حلال را با تقطیر جدا میکنند.
۵) حلال باید از لحاظ شیمیایی پایدار باشد.
۶)حلال باید غیر سمی و غیرقابل اشتعال باشد.
با این وجود این تکنیک دارای چندین نقطه ضعف از جمله تشکیل امولسیون، استفاده از حجم زیاد حلال، گرانی روش و دشواری در اجرا میباشد.
معمولاً بهتر است عمل استخراج در درجه حرارت بالا صورت پذیرد، زیرا :
۱) با افزایش دما، حلالیت حل شونده در حلال افزایش مییابد که این عمل باعث افزایش غلظت نهایی محلول مادر میشود.
۲)با افزایش دما، ویسکوزیته مایع کاهش و نفوذپذیری آن افزایش مییابد که هر دو عامل باعث افزایش سرعت استخراج میشود.
با توجه به اینکه یکی از مهمترین اهداف دنبال شده در روشهای استخراج دست یابی به فاکتور های تغلیظ بالا و کاهش حجم حلالهای سمی مورد استفاده است، به منظور رسیدن به یک روش ایده آل محققان کوچک کردن روشهای استخراج را در دستور کار خود قرار دادهاند .در اوایل دهه ۱۹۹۰میلادی نسل جدیدی از روشهای استخراج و آماده سازی نمونه به نام روشهای ریز استخراج معرفی شدند.
۲-۲ استخراج با حلال
همانطور که گفته شد، عملیات آماده سازی و جداسازی نمونه اغلب بر مبنای تکنولوژیهای قرن نوزدهم صورت میگیرد. روشهای قدیمی اغلب پر هزینه و وقت گیر بوده و شامل مراحل متعددی میباشند. این روشها به دلیل مصرف زیاد حلال و اثرات مخرب ناشی از آن و همچنین وقت گیر بودن امروزه کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. از مهمترین این روشها میتوان استخراج سوکسله، استخراج با سیال فوق بحرانی، استخراج با آب فوق گرم و استخراج مایع-مایع اشاره کرد. روند تکاملی و تدریجی در شیمی تجزیه به سمت ساده سازی و کوچک کردن روشهای آماده سازی نمونه و همچنین کاهش مصرف حلال آلی است. بنابراین چندین روش ریز استخراج برای کاهش مراحل آنالیز افزایش ورودی نمونه و بهبود کیفیت حساسیت روشهای تجزیه ای معرفی شده است تعدادی از این روشها شامل موارد ذیل میباشد.
۱-ریز استخراج با قطره حلال(SDME )[17]
۲-ریز استخراج با فاز مایع( LPME )[18]
۳- ریز استخراج مایع- مایع پخشی (DLLME)[19]
۲-۳ استخراج با فاز جامد (SPE)
در این روش یک فاز جامد و فاز دیگر مایع یا گاز است و آنالیت به طور گزینش پذیر توسط جاذب جذب میشود . در این تکنیک جاذب اغلب در یک ستون کوچک یا کارتریج انباشته میشود و شباهت زیادی به ستون کروماتوگرافی مایع دارد . استخراج با فاز جامد به طور وسیعی برای حذف یا تغلیظ آنالیت از نمونه های آبی و محلولها به کار میرود . صرف نظر از نوع استخراج با فاز جامد ، استخراج در این روش در چهار مرحله متفاوت انجام میگیرد که عبارتند: ۱-. آماده سازی یا فعال سازی ماده جاذب ۲- عبور نمونه از روی جاذب ۳- شستشوی جاذب ۴- جداسازی آنالیت مورد نظر از جاذب با یک حلال مناسب.
(۲-۱).مراحل استخراج فاز جامد
یکی از مشکلات بزرگ استخراج با فاز جامد، انباشته کردن یکنواخت فاز جاذب است .به طوری که اگر این عمل به خوبی صورت نگیرد باعث کاهش کارایی استخراج میشود. بافت نمونه نیز میتواند روی توانایی جاذب برای استخراج آنالیت اثر گذار باشد که این اثر به نوعی در گزینش پذیری جاذب دیده میشود .واجذبی آنالیت از فاز جاذب توسط حرارت یا حلال انجام میگیرد. از فواید استخراج با فاز جامد نسبت به روشهای قدیمی، میتوان به سرعت بالای استخراج، فاکتور تغلیظ بالا، کاهش مصرف حلال و تکرار پذیری خوب اشاره کرد.(Wang, Jiang et al. 2006)21
۲-۴ ریز استخراج با فاز جامد (SPME)
این روش استخراج برای اولین بار توسط پاوئولیزین[۲۰] و بلاریدا[۲۱] در سال ۱۹۸۰ ارائه شده است. در این روش آنالیت توسط فایبر پوشیده شده با لایهی نازک پلیمری جذب میشود. میکرواستخراج با فاز جامد یک تکنیک ساده در مقیاس میکرو میباشد. مزیتی که این روش دارد عبارت است از اینکه آنالیتها در فاز جامد جمع شده و میتوان آنها را درون یک دستگاه کروماتوگرافی برای آنالیز تزریق کرد. این روش استخراج با بهره گرفتن از مقدار خیلی کم آنالیت طی جذب به داخل فایبر پوشانده شده با سیلیکا انجام می شود سپس فایبر را میتوان به کورهی گرم یک کروماتوگرافی تزریق کرد که آنالیت در اثر حرارت واجذب می شود. اساس میکرواستخراج فاز جامد سرنگ اصلاح شده میباشد، یک فایبر سیلیکای گداخته شده بهوسیله یک فازی از پلیسیلیکان یا برخی پلیمرهای دیگر پوشانده شده است. در میکرواستخراج با فاز جامد فایبر حجم کوچک و ویژهای از فاز استخراجی میباشد که با چسبهای با تحمل دمایی بالا درون لوله زنگ نزن کوچک که انتهای آن به سوزن سرنگ امتداد میباید، چسبیده میشود. فایبر شکننده ابتدا درون سوزن سرنگ خودبند محافظت میشود سپس در مورد نمونههای مایع، فایبر پوشش داده شده درون محلول برای یک دروهی زمانی حدود ۱۵-۲ دقیقه فرو برده می شود. نمونه به داخل فایبر جذب سطحی شده سپس فایبر به درون سوزن برگردانده و سوزن از ظرف نمونه خارج میگردد. و در این مرحله سوزن حاوی آنالیت استخراج شده به درون ورودی کروماتوگرافی تزریق میشود. فایبر در محفظهی تزریق از درون محافظش خارج شده و سپس گرما باعث واجذب نمونه از فایبر گردد و آنالیت در راه ورودی ستون باریک کروماتوگرافی متمرکز میشود. شکل۴ پیشرفت این روش را نشان میدهد. درسال ۲۰۰۰ میکرواستخراج با فاز جامد یک روش نسبتاً جدید در عرصهی جداسازی طی سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۴ معرفی شد.
شکل( ۲-۲ ) نمودار پیشرفت میکرواستخراج با فاز جامد از سال ۲۰۰۰٫
۲-۴-۱ مزایای میکرو استخراج با فاز جامد
۱- زمان لازم برای رسیدن تعادل بین آنالیت و فایبر پوشش داده شده نسبتاً کوتاه است، در نتیجه زمان جداسازی کوتاه است.
۲- آنالیت در اثر حرارت سریع واجذب شده و به طور کامل درون دستگاه آنالیز میشود و نتیجهی آن جداسازی و شناسایی کامل میباشد.
۳- هیچ حلالی مورد نیاز نیست.
۴- حد تشخیص کمتر از قسمت در۱۰۰۰۰۰۰[۲۲] است.
از میکرواستخراج فاز جامد میتوان برای تزریق به هر سیستم (کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا وگروماتوگرافی گازی) به صورت تقسیمی[۲۳] ، غیرتقسیمی[۲۴] و مستقیم[۲۵] تزریق کرد. Guilherme Dias 2008) Rodrigues)32
۲-۴-۲ پارامترهای بهینهسازی کردن میکرواستخراج با فاز جامد
۱- نوع روش استخراج: بسته به نوع آنالیت و ماتریکس نمونه سه نوع روش جداسازی مورد استفاده قرار میگیرد.
۲- نوع پوشش فایبر: انواع پوشش های مختلف با توجه به نوع آنالیت جذبی بر روی فایبر متفاوت است که این تفاوت مربوط به متناسب بودن قطبیت آنالیت و فایبر دارد.
۳- انتخاب صحیح روش مشتقسازی: انواع روشهای مشتقسازی برای جذب بهتر آنالیت در فایبر انجام می شود از جمله روشهای مشتقسازی میتوان به اتیلاسیون، سیلیکاسیون، متاسیون، آلکیلاسیون میباشد.
۴- بهینه سازی شرایط واجذبی: واجذبی آنالیت بسته به نوع آنالیت با بهره گرفتن از واجذبی حرارتی در دمای مناسب صورت میگیرد.
۵- حجم نمونه (در صورتیکه حجم نمونه خیلی زیاد باشد اثری در کارایی استخراج ندارد به عنوان نمونه زمانی که نمونه آب دریا، هوا باشد).
۶- زمان استخراج: این روش یک روش تعادلی میباشد بنابراین بایستی زمان استخراج بهینهسازی شود در طول استخراج با افزایش زمان، بازده استخراج افزایش میبیابد ولی بعد از زمان مشخص بازده استخراج ثابت میماند.
۷- شرایط و موقعیت استخراج
۸- انتخاب استراتژی کالیبراسیون
میکرواستخراج با فاز جامد یک فرایند تعادلی میباشد، که به صورت چندکانالی انجام می شود. زمانی که فایبر برای استخراج در فضای فوقانی قرار میگیرد روش سهفازی مطرح است که فاز اول پوشش فایبر، سپس فاز گازی (فضای فوقانی) و در پایان ماتریکس هموژن از جمله آب خالص یا هوا سومین فاز میباشد، در طول زمان نمونهگذاری، آنالیت در بین سه فاز تعادل را بدون در نظر گرفتن خواص فیزیکی و شمیایی آنالیت و ماتریکس برقرار می کند.(Mester and Sturgeon 2005)31
. ۲-۴-۳ عوامل موثر بر مقدار ماده جذب شده
۱-حجم محلول
۲-غلظت اولیه
۳-ضریب توزیع
۲-۴-۴ انواع روشهای نمونه برداری
۱- نمونهبرداری از داخل محلول
۲-نمونهبرداری از فضای فوقاتی
۳- نمونه برداری از غشا [۲۶] (برای آنالیت های کثیف استفاده می شود).
موضوعات: بدون موضوع
[پنجشنبه 1400-07-29] [ 06:14:00 ب.ظ ]