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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(yàn)、地質(zhì)、化工等各個(gè)檢驗(yàn)機(jī)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(duì)各種試樣中的微量、痕量及超痕量元素的準(zhǔn)確測(cè)定。
微波消解特點(diǎn)
微波消解技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，微波消解已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了方便、快速、*、空白低以及操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是，對(duì)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(dá)100-150bar、溫度通常達(dá)180-240℃。同時(shí)，伴隨著強(qiáng)酸蒸汽，在“高溫、高壓、強(qiáng)酸”三重壓力下，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室管理要求，使用人員勢(shì)必要*熟練掌握微波消解操作流程與安全注意事項(xiàng)。
操作流程及注意事項(xiàng)
1.試驗(yàn)前準(zhǔn)備：
檢查儀器運(yùn)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(wàn)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(yàn)情況確定稱樣量）。稱樣量取原則與注意事項(xiàng)：
?、俅_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(yàn)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；
?、蹖?duì)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(shí)確保每一消化罐內(nèi)溶劑體積和溶劑(酸)類型保持一致。對(duì)于有機(jī)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(shí)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(shí)更換。使用擴(kuò)口器擴(kuò)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?jǐn)Q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(hù)套殼的凹陷處。將保護(hù)蓋蓋在頂蓋上，確保保護(hù)套殼和保護(hù)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*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(qǐng)?jiān)跀U(kuò)口后15min內(nèi)開始實(shí)驗(yàn)，否則需要重新擴(kuò)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(shí)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(tái)的中間位置，并連接。確認(rèn)溫度傳感器不會(huì)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(shí)，建議樣品瓶對(duì)稱放上。41位轉(zhuǎn)子,建議放樣品數(shù)量4位以上。當(dāng)少于以上罐數(shù)時(shí)，可以做空白以達(dá)到補(bǔ)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(duì)應(yīng)關(guān)系。
6.蓋保護(hù)罩：
將保護(hù)罩蓋到轉(zhuǎn)子上，對(duì)準(zhǔn)定位孔，順時(shí)針旋緊保護(hù)罩，卡口鎖定。
7.選擇方法：
打開電源，進(jìn)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(jī)樣品（如，動(dòng)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(duì)于初始時(shí)間和功率的設(shè)置，我們推薦根據(jù)樣品數(shù)量來設(shè)定，如，8個(gè)以下為
完成后按START，開始程序。關(guān)于多數(shù)量樣品的功率和時(shí)間的設(shè)置：一般情況下，容器數(shù)量20個(gè)，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(duì)準(zhǔn)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(shí)開蓋，為了適合分析，進(jìn)行蒸酸或定容。
9.清洗頂蓋、反應(yīng)內(nèi)管及定容：
?、俅蜷_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。
?、谟蒙倭空麴s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。
?、軐_洗過的密封蓋以放置在干凈的地方晾干。
?、輰?duì)相應(yīng)消解產(chǎn)物進(jìn)行定容。
10.密封蓋及消解內(nèi)管的清洗：
?、傧鈨?nèi)管用蒸餾水沖洗過后，可以泡酸過夜去除殘留，也可加6mLHNO3運(yùn)行清洗程序。
?、趦?nèi)管上的“O”形圈應(yīng)該在趕酸或清洗時(shí)應(yīng)該取下。
圖片
小結(jié)
綜上所述，微波消解的使用必須嚴(yán)格按照規(guī)程，嚴(yán)禁不同試劑下或不同樣類型下研究消解的過程，任何不規(guī)范的操作，都會(huì)存在安全隱患。
怎樣正確的選擇微波消解儀
目前，市場(chǎng)上的微波消解儀品牌眾多，如何正確選擇合適的微波消解儀是實(shí)驗(yàn)室工作人員及采購(gòu)者面臨的一個(gè)重要難題。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，正確的選擇微波消解儀主要考慮安全性、準(zhǔn)確性、故障率和耗材成本。
安全性
微波消解儀器的安全防護(hù)措施一般分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。
主動(dòng)安全防護(hù)——在危險(xiǎn)到來之前就采取措施消除隱患；
被動(dòng)安全防護(hù)——在危險(xiǎn)到來之后，可以減少損失的措施。
準(zhǔn)確性
目前市場(chǎng)上的微波消解儀大多數(shù)采用溫度和壓力雙重控制模式，溫度或壓力單獨(dú)控制的模式逐漸被市場(chǎng)淘汰。溫度越高，樣品反應(yīng)速度和消解的程度越高；壓力越大，消解罐的耐壓要求越高，相對(duì)危險(xiǎn)性越高。因此，溫度傳感器與壓力傳感器讀取數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，非常重要。
故障率
1、口碑
從同行業(yè)中了解廠商的口碑效應(yīng)，包括機(jī)器品質(zhì)與維修服務(wù)能力。
2、考察
如果條件允許，可以到儀器廠商生產(chǎn)車間或廠商已有用戶中參觀考察；也可以參觀行業(yè)展會(huì)，在展會(huì)中體驗(yàn)和試用儀器。
3、試用
可以向廠商申請(qǐng)?jiān)囉茫囉脻M意后，再進(jìn)行購(gòu)買。
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