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不得不看的微波消解干貨匯總

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-03-09
核心提示:目前,微波消解技術(shù)廣泛地應(yīng)用于食品、藥品、環(huán)保、飼料、肥料、衛(wèi)生檢驗、地質(zhì)、化工等各個檢驗機構(gòu)中,微波消解的使用更是在高
目前,微波消解技術(shù)廣泛地應(yīng)用于食品、藥品、環(huán)保、飼料、肥料、衛(wèi)生檢驗、地質(zhì)、化工等各個檢驗機構(gòu)中,微波消解的使用更是在“高溫、高壓、強酸”三重壓力之下,本文將多年的規(guī)范操作流程與使用注意事項進行高度概括總結(jié),以保證儀器正常、安全、有效使用,保證微波處理樣品符合實驗室管理要求。

微波消解原理及應(yīng)用
微波消解通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液(各種酸、部分堿液以及鹽類)和試樣,在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化。目前,微波消解技術(shù)廣泛地應(yīng)用于食品、藥品、環(huán)保、飼料、肥料、衛(wèi)生檢驗、地質(zhì)、化工等各個檢驗機構(gòu)中各種試樣的消解,特別適用于用原子吸收、ICP-發(fā)射光譜儀、原子熒光、ICP-MS等對各種試樣中的微量、痕量及超痕量元素的準確測定。

微波消解特點
目前,儀器市場,微波消解儀主流品牌包括:海能、CEM、上海屹堯、上海新拓、奧普勒、安東帕、Milestone、耶拿、珀金埃爾默等,在此不一一列舉。當前,微波消解技術(shù)已經(jīng)日漸成熟,微波消解已經(jīng)實現(xiàn)了方便、快速、完全、空白低以及操作簡單的特點,但是,對于新手來說,往往擔(dān)心微波消解壓力之大的安全隱患,微波消解過程中高壓最高可達100-150bar、溫度通常達180-240℃。同時,伴隨著強酸蒸汽,在“高溫、高壓、強酸”三重壓力下,實驗操作者存在使用安全方面的顧慮在所難免。為了規(guī)范操作流程,保證儀器正常、安全、有效使用,保證微波處理樣品符合實驗室管理要求,使用人員勢必要完全熟練掌握微波消解操作流程與安全注意事項。

操作流程及注意事項
1.試驗前準備:

檢查儀器運行正常。檢查轉(zhuǎn)子是否干凈,容器是否已經(jīng)清洗。

2.稱樣:

用萬分之一天平精確稱取制備好的樣品,一般稱樣量為0.05-0.5g,(根據(jù)試驗情況確定稱樣量)。稱樣量取原則與注意事項:

①確保無樣品粘附于內(nèi)管與密封或O形圈處;

②未知樣品初次試驗稱樣量控制在0.1g以內(nèi),消化樣品必須保證微波消解的安全性;

③ 對于反應(yīng)劇烈的樣品同樣將稱樣量控制在0.1g 以內(nèi)。

3.加消化試劑:

將消化罐置于通風(fēng)廚中,加消解用試劑,混勻。建議總試劑量至少6mL,同時確保每一消化罐內(nèi)溶劑體積和溶劑(酸)類型保持一致。對于有機樣品量大于0.2g的,最好放于加熱設(shè)備(如,LABTECH的VB24)低溫預(yù)加熱半小時以上,避免過激反應(yīng)。注意盡量將粘在管壁的樣品淋洗至管底。

4.密封上蓋檢查:

檢查密封是否有破損,如有破損,及時更換。使用擴口器擴口密封,然后,將反應(yīng)管蓋蓋在反應(yīng)管上,再將反應(yīng)管放入陶瓷外套管,用手擰緊頂蓋和放氣螺桿。將頂蓋放在反應(yīng)管上,使放氣螺桿位于保護套殼的凹陷處。將保護蓋蓋在頂蓋上,確保保護套殼和保護蓋之間的距離小于2mm。注意不要過分用力,防止損壞螺紋。將密封蓋完全壓入到密封器上至少3 秒鐘。新密封應(yīng)該壓10 秒鐘以上。為保證密封有效,請在擴口后15min內(nèi)開始實驗,否則需要重新擴口。

5.反應(yīng)罐的安裝:

確保所有部件均為干燥狀態(tài),不得殘留酸液。將內(nèi)管放入外套管, 螺紋蓋順時針擰緊。將轉(zhuǎn)子放到爐腔內(nèi)的轉(zhuǎn)盤上,輕輕平移至固定位置。主控瓶插入溫度傳感器后放在架臺的中間位置,并連接。確認溫度傳感器不會扭曲。為了保證轉(zhuǎn)子能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),在消解較少瓶樣品時,建議樣品瓶對稱放上。41位轉(zhuǎn)子,建議放樣品數(shù)量4位以上。當少于以上罐數(shù)時,可以做空白以達到補位及清洗消解管及密封的作用,以確保反應(yīng)管數(shù)量和功率的對應(yīng)關(guān)系。

6.蓋保護罩:

將保護罩蓋到轉(zhuǎn)子上,對準定位孔,順時針旋緊保護罩,卡口鎖定。

7.選擇方法:

打開電源,進入主程序界面。根據(jù)樣品,開始編寫程序。樣品消解程序參考提供的方法,如下例:只寫有用程序。41位轉(zhuǎn)子適合環(huán)境樣品,如,土壤消解,有機樣品(如,動物植物的組織等),如,生物樣品,0.5g(最大)加5mL硝酸1mL,H2O2(最大使用2mL),對于初始時間和功率的設(shè)置,我們推薦根據(jù)樣品數(shù)量來設(shè)定

編輯完成后按START,開始程序。關(guān)于多數(shù)量樣品的功率和時間的設(shè)置:一般情況下,容器數(shù)量20個,用20分鐘可升溫到180度,(5mL硝酸1500W最大功率),如,同一條件下,41位放滿可能需要30分鐘爬波升至180度。

8.消解結(jié)束泄壓:

消解結(jié)束后,開門,將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)移到通風(fēng)櫥,緩慢擰松放氣螺桿,注意:將出氣孔對準泄壓擋板。稍等片刻等酸氣排盡,取下頂蓋將內(nèi)管及陶瓷外管放入相應(yīng)的管架。一般情況下溫度到45℃以下時開蓋,為了適合分析,進行蒸酸或定容。

9.清洗頂蓋、反應(yīng)內(nèi)管及定容:

①打開消解罐,按壓螺紋蓋側(cè)面,取下螺紋蓋。將內(nèi)管及壓力套管放入相應(yīng)的管架。

②用少量蒸餾水沖洗密封蓋內(nèi)部2~3 次,將溶液收集到消解管內(nèi)。

③用少量蒸餾水沖洗密封蓋2~3 次倒入消解液中。

④將沖洗過的密封蓋以放置在干凈的地方晾干。

⑤對相應(yīng)消解產(chǎn)物進行定容。

10.密封蓋及消解內(nèi)管的清洗:

①消解內(nèi)管用蒸餾水沖洗過后,可以泡酸過夜去除殘留,也可加6mL HNO3運行清洗程序。

②內(nèi)管上的O形圈應(yīng)該在趕酸或清洗時應(yīng)該取下。

微波消解常見問題
一、微波消解儀的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?

微波消解已廣泛應(yīng)用于食品、紡織、塑料、地質(zhì)、冶金、煤炭、生物醫(yī)藥、石油化工、環(huán)境監(jiān)測、污水處理、電池制造、化妝品等領(lǐng)域。

二、微波消解優(yōu)勢是什么?

微波消解作為一種高效的樣品前處理方法,能夠很好的滿足現(xiàn)代儀器分析對樣品前處理過程的要求,具備加熱速度快、加熱均勻、試劑用量少、低空白、節(jié)能高效等優(yōu)點。尤其在易揮發(fā)元素的分析檢測中可以很好的保持樣品完整性,具備很高的樣品回收率。

三、微波消解儀的控溫方式有哪些?各有什么特點?

現(xiàn)市場上微波消解控溫方式有紅外控溫、熱電偶控溫、鉑電阻控溫、光纖控溫等控溫方式。紅外控溫其工作方式是在一定距離下掃描和監(jiān)測溫度紅外數(shù)據(jù),系非接觸式控溫,故其精確性較差,控溫精度不高。

熱電偶控溫通過冷熱端電勢差測試相對溫度,由于易引起天線效應(yīng)干擾微波場的均勻性,故容易產(chǎn)生電火花導(dǎo)致安全事故。并且在微波場下有自熱效應(yīng)即不能測定罐內(nèi)實際溫度。

鉑電阻控溫利用變化影響鉑金導(dǎo)體內(nèi)自由電子束的絕對電導(dǎo)率技術(shù)通過阻抗變化測試熱力學(xué)溫度,輸出信號響應(yīng),精度較高。但是同樣會有天線效應(yīng),容易產(chǎn)生電火花導(dǎo)致安全事故。

光纖控溫采用直接光纖溫度測量法,不受微波場影響,可以提供高精度測量,具備信息反饋及時、控溫精確,不存在安全隱患,是目前最理想的微波消解控溫方式。

四、微波消解應(yīng)該具備哪些主動安全措施?

1、采用高精度的溫度與壓力控制系統(tǒng),操作人員通過觀察溫壓變化的數(shù)據(jù)和曲線了解機器遠行情況。其軟件模塊在斜率失控時可主動停止運行,大大降低爆罐的概率的可能性。

2、具備實時溫壓異常監(jiān)控系統(tǒng),當高精度溫壓控制系統(tǒng)失效時,該系統(tǒng)作為備份措施及時感應(yīng)并停止操作,確保安全。

3、選用高強度耐高溫容器材料。

五、當主動安全措施失效時如何保障人身安全?

壓力罐安全泄壓:假設(shè)控制失效,當壓力接近于設(shè)計壓力限時,壓力罐能夠釋放超壓,確保安全。

垂直定向防爆:最新的高壓容器結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于三維定向防爆理論,即使,釋壓措施失效發(fā)生爆罐時,也能通過超強的宇航外殼材料限制沖擊波垂直釋放,絕對保證橫向人員安全。

高強度防爆安全門:三維定向防爆機制所提供的另外一個被動安全防護手段,其超感應(yīng)沖擊波自動防爆門在危險出現(xiàn)時能自動平行彈出提前釋放橫向沖擊壓力,多層硬鋼門結(jié)構(gòu)提供足夠的強度保證人身安全。

六、微波消解儀如何防止微波泄漏?

1、主體應(yīng)采用金屬壁封閉的矩形工業(yè)諧振腔;

2、爐門具備三重獨立連鎖傳感裝備,在打開爐門時切斷電源,爐門沒有關(guān)上微波裝置無法工作。

七、非脈沖變頻微波控制技術(shù)的優(yōu)勢是什么?

根據(jù)功率發(fā)射方式,把微波分為脈沖微波和非脈沖微波,傳統(tǒng)的固定功率輸出特征是開關(guān)式脈沖微波,這種控制方式不僅不易控制,還可能直接影響消化效果。現(xiàn)微波發(fā)展方向為自動功率變頻控制和非脈沖技術(shù)。其特征是功率自動變化,輸出均為非脈沖微波,其優(yōu)點是無需關(guān)閉微波發(fā)射,在連續(xù)微波發(fā)射條件下,根據(jù)溫壓反饋信號自動線性改變微波功率輸出,調(diào)整反應(yīng)狀態(tài),控溫更準去,確保實驗安全順利進行。

八、微波消解罐的一般采用什么材質(zhì)?

現(xiàn)市場上高端微波消解儀一般采用的材質(zhì)是:

內(nèi)罐采用TFM、外罐采用宇航復(fù)合材料、罐蓋采用PFA、罐架采用PEEK。

九、不可以使用微波消解的物質(zhì)有哪些?注意事項有哪些?

炸藥(TNT、硝化甘油等),推進劑,引火化學(xué)品,高氯酸鹽,二元醇(乙二醇、丙二醇等),航空燃料,乙炔化合物,各種醚類、酮類、短碳鏈烷烴等。

注意事項:不要用硝酸消解苯酚、三乙胺和動物脂肪。

十、微波消解儀安裝環(huán)境要求?

1、微波消解儀要放置在牢固平穩(wěn)的臺子上,爐體頂部及左右不得有遮蓋且要有5厘米以上的空隙,后壁應(yīng)留有10厘米以上的,保持通風(fēng)良好。

2、應(yīng)避開加熱源,以免熱氣和水蒸氣進入微波爐內(nèi)引起故障,還應(yīng)遠離自來水源,以免濺水發(fā)生漏電危險。

3、不要靠近強磁性材料或帶有磁性的電器,因為,外來磁場會干擾爐內(nèi)磁場均勻分布使加熱效率下降。

4.其他正常實驗室溫度及水電條件。

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編輯:songjiajie2010

 
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