MULTIAPLIKAČNÍ ZAŘÍZENÍ PRO VZORKOVÁNÍ A DÁVKOVÁNÍ KAPALNÝCH VZORKŮ

Význam tématu

Celosvětově narůstající potřeba spolehlivého monitorování atmosférických kontaminantů i přesných laboratorních analýz vyžaduje vysoce flexibilní a automatizované přístroje pro odběr a dávkování vzorků. Kombinace vzorkování plynů, aerosolů i kapalin do jediného přenosného zařízení významně zkracuje pracovní postupy, minimalizuje riziko kontaminace a otevírá nové možnosti terénního i laboratorního nasazení.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo navrhnout a postavit kompaktní multimodální přístroj, který umožní:

• automatizované online vzorkování plynů a aerosolů pomocí technik WEDD a ACTJU do kapalné fáze,
• dávkování kapalných vzorků o objemech od 1,8 do 100 ml do analytických přístrojů,
• nepřetržitý provoz až 24 hodin bez obsluhy a snadnou výměnu bloků se vzorkovnicemi.

Použitá metodika a instrumentace

Mechanická konstrukce využívá lehké PVC, dural a nerezovou ocel pro odolnost i mobilitu. Tři lineární posuvy ve směrech X, Y, Z jsou poháněny krokovými motory, řízenými programovatelnou kartou NI USB-6501, tranzistorovým polem ULN2003A, výkonovými budiči SD20x a napájecím zdrojem PS 35. Konfigurace zahrnuje:

• bloky pro 25 × 100 ml, 100 × 4 ml nebo 400 × 1,8 ml vzorkovacích jednotek,
• třícestný dávkovací ventil pro přepínání toku kapaliny mezi odběrem, dávkováním a odpadem,
• řídicí software na PC generující impulzy pro řízení pohybu a odběrových parametrů.

Hlavní výsledky a diskuse

Zařízení prokázalo vysokou přesnost a reprodukovatelnost:

• Odběr aerosolů (frakce PM2,5) přes ACTJU a následná online SPE-IC analýza vykázaly RSD 0,55 % při průměrném objemu 73,4 ± 0,4 ml za hodinu.
• Sběr monoterpenů ve smrkovém lesním prostředí pomocí WEDD umožnil kontinuální 2minutové odběry po dobu 13 hodin do 1,8ml vialek.
• Použití jako velkoobjemového autosampleru pro online prekoncentrační SPE a IC prokázalo reprodukovatelnost 94,7 % pro dusičnan sodný a 89,5 % pro filtráty bez detekovatelného carry-over.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený přístroj nabízí:

• univerzální platformu pro vzorkování i dávkování širokého spektra kapalných analýz,
• mobilní a modulární provedení vhodné pro terén i laboratoř,
• autonomii až 24 hodin a snadno přizpůsobitelný počet i objem vzorků,
• možnost přímého napojení na chromatografii, průtokové injekční analyzátory či další detekční techniky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj lze očekávat v oblastech:

• integrace bezdrátového přenosu dat a vzdáleného monitoringu,
• miniaturizace a využití mikrofluidických modulů,
• současného simultánního odběru více analyzovaných skupin látek,
• online monitoringu kvality ovzduší v reálném čase.

Závěr

Vyvinuté multifunkční zařízení plně naplňuje požadavky na mobilní odběr plynů, aerosolů i kapalin a jejich přesné dávkování do analytických přístrojů. Díky vysoké přesnosti, robustní konstrukci a variabilitě použití představuje významný příspěvek k moderním postupům v environmentální i průmyslové analytice.

Reference

• Namieśnik J., Zabiegała B., Kot-Wasik A., Partyka M., Wasik A.: Anal. Bioanal. Chem. 381, 279 (2005).
• Clemitshaw K. C.: Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 34, 1 (2004).
• Camel V., Caude M.: J. Chromatogr. A 710, 3 (1995).
• Cee R., Ku J. C.: Analyst 119, 57 (1994).
• McMurry P. H.: Atmos. Environ. 34, 1959 (2000).
• Mikuška P., Motyka K., Večeřa Z.: Talanta 77, 635 (2008).
• Mikuška P., Večeřa Z.: Anal. Chem. 77, 5534 (2005).
• Mikuška P., Večeřa Z., Bartošíková A., Maenhaut W.: Anal. Chim. Acta 714, 68 (2012).
• Presearch: New Foxy R1 and Foxy R2 Fraction Collectors, Velká Británie (firemní materiál).
• Teledyne Isco: Fraction Collectors, USA (firemní materiál).
• Čapka L., Mikuška P., Šesták J.: Užitný vzor CZ 30849 U1 (2017).
• Křůmal K., Mikuška P., Večeřová K., Urban O., Pallozzi E., Večeřa Z.: Talanta 153, 260 (2016).