دانلود رایگان ترجمه مقاله دیدگاه های تکنیک های میکرو اکستراسیون فاز مایع – الزویر 2014

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1. مقدمه
استخراج مایع مایع (LLE) یکی از قدیمی ترین روش های استخراج است که اغلب در مورد نمونه های آبی با ترکیب ماتریکس پیچیده استفاده می شود. این روش بر مبنای تیمار متوالی نمونه مشابه با بخش های تازه یک حلال یا مجموعه ای از حلال ها با افزایش قطبیت است. در نتیجه، کسرهای مختلف در استخراج به دست می آیند که با آنالیت های مختلف و یا گروهی از آنالیت ها غنی می شوند. با این حال، روش های تجزیه ای چند مرحله ای بسیار وقت گیر است و نیاز به کار زیاد دارد و موجب قرار گیری کارکنان آزمایشگاهی در معرض بخارات مضر واکنشگر های شیمیایی، به ویژه حلال های آلی می گردد. علاوه بر این، خطر تخریب آنالیت یا آلودگی نمونه با افزایش تعداد عملیات انجام شده در نمونه افزایش می یابد. بنابراین روش های طرفدار محیط زیست، خودکار، روشهای استخراج بدون حلال یا روش هایی که از مقادیر کم حلال استفاده می کنند (روش های میکرو استخراج فاز مایع، LPME) و روشهایی که از استخراج کننده های بی خطر و غیر سمی استفاده می کنند (مانند مایعات یونی، مایعات فوق بحرانی، محلول های سورفکتانت [2] و حلال های ابر مولکولی [3]) در سال های اخیر تبدیل به یکی از محبوب ترین موضوعات تحقیقاتی در شیمی تجزیه شده است [4-16]. طبق تعریف در تمام روش های آماده سازی نمونه مقدار حلال استفاده شده برای استخراج آنالیت ها 100 میکرولیتر یا کمتر است [17] که اجازه همگن سازی و غنی سازی آنالیت ها را تا سطوح بالایی از حد تشخیص و همچنین جداسازی آنالیت از نمونه را می دهد [18]. استفاده از روش های جایگزین میکرو استخراج برای آماده سازی نمونه، تعداد خطاهای ناشی از روشهای چند مرحله ای را کاهش می دهد و تاثیر منفی بر محیط زیست و سلامت شیمیدانهای تجزیه را در حین انجام آزمایشات محدود می سازد. کاهش میزان حلال های آلی که در طول فرایند استخراج استفاده می شود به کاهش هزینه های استفاده از مواد زائد و حلال های هزینه شده منتهی می شود که به نوبه خود باعث کاهش هزینه های روش های تجزیه ای و صرفه جویی در هزینه های خرید حلال های با خلوص بالا می شود. بنابراین، واضح است که بهبود روش های میکرواستخراج نمونه می تواند برای ملاحظات اخلاقی محیط و فرصت های تجاری مورد توجه باشد. این روش سبز جدید اغلب در مراجع به عنوان سه R توضیح داده می شود که نشانه جایگزینی، کاهش و بازیافت (جایگزینی حلال های سمی با حلال های سبز، کاهش مصرف حلال و تولید مواد زائد و بازیافت حلال) حلال است [19]. با این وجود، ما نمی توانیم انکار کنیم که استفاده از روش های تجزیه ای با حساسیت بالا، اطلاعات چند پارامتری نمونه های پیچیده را پس از انحلال مناسب نمونه ها و پیش تغلیظ آنالیت های هدف از طریق استفاده از کروماتوگرافی به دست آورد و در این مقاله روش های مورد بحث یک جایگزین خوب برای روش های معمول و طولانی مدت ارائه می دهد که می تواند برای تهیه و تمیز کردن نمونه، از جمله پیش تغلیظ آنالیت استفاده می شود.
استفاده از تابش دهی فراصوت [20]، مایکروویو [21]، محیط استخراج سبز [22-24] و استفاده از نمونه گیریهای مبتنی بر روشهای الکتروشیمیایی و نمونه گیری های دستی تجاری قابل دسترس، نه تنها جایگزین هایی برای فرآیندهای سریع، غیر تخریبی، کم هزینه و بهبود روش های در دسترس ارائه می دهد بلکه به بهبود فرآیندهای استخراج کمک می کند و راه را برای خودکارسازی و آماده سازی همگن نمونه و اندازه گیری های تجزیه ای باز می کند.
در سال های اخیر یکی از موضوعات مورد بررسی در شیمی تجزیه، استفاده از مایعات یونی به دلیل ویژگی های ارزشمند آنها بوده است: (i) فشار بخار بسیار پایین، (ii) ویسکوزیته بالا، (iii) پایداری حرارتی بالا (iv ) اشتعال ناپذیری، (v) توانایی انحلال دسته وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی و (vi) ویژگی های الکتروشیمیایی خاص (25-28). همچنین تلاش برای استفاده از مایعات یونی به عنوان حلال های جهانی در روش های کروماتوگرافی، الکتروشیمیایی و استخراج صورت گرفت [29-33]. با توجه به ظرفیت آنها برای حل کردن ترکیبات مختلف آلی، مایعات یونی یک جایگزین واقعی برای حلال های معمولی استفاده شده در روش های استخراج مایع مایع هستند [34]. بنابراين بررسي خواص مايعات يوني در رابطه با استفاده از آنها به عنوان حلال براي تعيين روش هاي کارای استخراج بسيار مهم می باشند [35]. همچنین حلال های آلی سمی که در روش های استخراج مایع استفاده می شوند می توانند در روش های استخراج توسط تشکیل مایسل توسط کاکاراوات مبتنی بر سورفکتانت [2،36] جایگزین شوند؛ به عنوان مثال در استخراج نقطه ابری شدن CPE [37-41] و استخراج با کواسروات (CAE) [42-44]. کواسروات های یک مایسل کلوئیدی بزرگ (ساختار میکروسکوپی قطره ای) تشکیل می دهند که در سیستم های کلوئیدی به خودی خود تشکیل می شود. کواسروات ها براساس سورفکتانت های آنیونی یا کاتیونی با خنک کردن محلول در زیر نقطه ابری آن تولید می شود در حالی که در مورد سورفکتانت های غیر یونی، محلول باید در بالای نقطه ابری آن قرار گیرد [45،46]. با توجه به مانع نیمه تراوا در اطراف کواسروات ها، استخراج آنالیت ها می تواند در داخل میسل ها رخ دهد. آنالیت های غیر قطبی و کم محلول در محلول آبی میسلی در داخل میسل حل می شوند و در مرحله غنی از سورفکتانت تجمع می کنند در حالی که در غلظتی که تقریبا غلظت مهم مایسل است نمونه باقی مانده آبی شامل سورفکتانت رقیق شده است که به عنوان مونومر یا دیمر عمل می کند. به طور مشابه در محلول های آلی، حضور میسل های معکوس باعث افزایش محلولیت مواد هیدروفیلی می شود. بعد از استخراج، محلول سانتریفیوژ شده، سرد می شود (برای افزایش ویسکوزیته فاز میسلی) و سپس در دستگاه اندازه گیری فاز توزیع شده جدا می شود. روش های استخراج مبتنی بر مایسل ساده و ارزان هستند و نیاز به استفاده از حلال های سمی را از بین می برند، مشکل در روش های استخراج مایع مایع استاندارد بیشتر تشکیل امولسیون ها و عدم حساسیت برای آنالیت های فرار می باشد. ظرفیت بالا برای تغلیظ طیف گسترده ای از آنالیت ها باعث می شود که فازهای غنی از سورفکتانت دارای حلال های چند منظوره باشند که امکان بازیابی بالا و فاکتورهای بالای تغلیظ را فراهم می کند. در این مقاله، با تاکید ویژه بر استراتژی های کاهش یا حتی حذف استفاده از حلال های آلی، روش های میکرو استخراج و استفاده از حلال های جایگزین به طور دقیق مورد بحث قرار می گیرند. این مرور عمیق بر پایه مرتبط ترین، نماینده ترین و جدیدترین حلالهایی است که در مراجع گزارش شده است. این مقاله شما را در جزئیات تصمیم گیری انتخاب یک حلال خاص برای استفاده در مرحله آماده سازی نمونه و ایجاد روش های تجزیه ای سبزتر کمک خواهد کرد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Liquid–liquid extraction (LLE) is one of the oldest extraction techniques used most frequently in the case of aqueous samples with complex matrix composition. The technique is based on sequential treatment of the same sample with fresh portions of a solvent or with a series of solvents of increasing polarity. As a result, various extract fractions are obtained which are enriched with a different analyte or a group of analytes. However, multistage analytical procedures are highly time-consuming and labor intense which in consequence results in long exposure of laboratory personnel to harmful vapors from chemical reagents, particularly organic solvents. Moreover, the risk of losing analytes or of sample contamination increases with the increasing number of operations performed on the same sample. Therefore the application of alternative pro-ecological, automated [1], solvent-free extraction techniques or techniques employing a minimal amount of solvents (liquid-phase microextraction techniques, LPME), and those which use safe and non-toxic extractants (e.g. ionic liquids, supercritical liquids, surfactant solutions [2], and supramolecular solvents [3]) has become one of the most popular research topics in analytical chemistry in recent years [4–16]. A definition of liquid microextraction is all modes of sample preparation technique used solvent in volumes of 100 μL or less for analytes extraction [17], allowed the integration of extraction and enrichment of analytes to the level above the method detection limit, as well as the analyte isolation from sample [18]. The use of alternative microextraction techniques for sample preparation reduces the number of errors that commonly result from multi-stage procedures, and limits the negative impact on the environment and the health of analytical chemists performing laboratory work. The reduction of the amount of organic solvents employed during the extraction process translates into lowered utilization costs of waste treatment and spent solvents, which in turn allows the cost reduction of analytical procedures as well as saving money on the purchase of high purity solvents. So, it is clear that the improvement of sample microextraction techniques could be of interest for environment ethic considerations and business opportunities. This new green approach is often described in literature as the three R’s, which stands for replace, reduce and recycle (replacement of toxic solvents with green solvents, reduction of solvent consumption and waste production, and solvent recycling) [19]. However, we cannot renounce to the use of high sensitive analytical techniques suitable to obtain multiparametric information about complex samples through the use of chromatography after an appropriate dissolution of samples and preconcentration of the target analytes and in this case, the techniques discussed in this paper offer a good alternative to the most commonly employed long and tedious procedures used for sample preparation and sample clean-up, including analyte preconcentration. The use of ultrasonic irradiation [20], microwaves [21], green extraction medium [22–24], and use of electrochemical support and commercial available autosamplers, are opening alternatives for a fast, nondestructive and low cost processes and for improving the available methodologies, also opening the way for automation and integration of sample treatments and analytical measurements and not only in this way but also improving the extraction processes. In recent years, one of the most investigated topics in analytical chemistry has been the use of ionic liquids, due to their valuable characteristics: (i) very low vapor pressure, (ii) high viscosity, (iii) high thermal stability, (iv) non-flammability, (v) capable to dissolve a wide spectrum of organic and inorganic compounds and (vi) specific electrochemical characteristics [25–28]. An attempt was also made to use ionic liquids as universal solvents in chromatographic, electrochemical and extraction techniques [29– 33]. Due to their capacity to dissolve different organic compounds, ionic liquids are a real alternative to conventional solvents used in liquid–liquid extraction techniques [34]. Therefore investigations of the properties of ionic liquids in relation to their application as solvents are of utmost importance for elaborating efficient extraction procedures [35]. Toxic organic solvents used in liquid extraction techniques can be also substituted by surfactant-based coacervate [2,36] in micellar-mediated extraction techniques, e.g. cloud point extraction CPE [37–41] and coacervative extraction (CAE) [42–44]. Coacervates are large colloidal micelles (drop-shaped microscopic structures) that self-assemble in colloidal systems. Coacervate based on anionic or cationic surfactants is produced by cooling the solution below its cloud point, while in the case of non-ionic surfactants the solution has to be heated above its cloud point [45,46]. Thanks to the semipermeable barrier around the coacervates, the extraction of analytes can take place inside the micelles. Non-polar and low-solubility analytes in an aqueous micellar solution dissolve inside the micelles and aggregate into the surfactant-rich phase, while the remaining aqueous sample contains the diluted surfactant as monomers or dimers at a concentration that approximates its critical micelle concentration. Similarly, in organic solutions, the presence of reverse micelles increases the solubility of hydrophilic substances. After the extraction, the solution is centrifuged, cooled (to increase the micellar phase viscosity), and decanted to be later dispensed into a measuring instrument. Micelle-based extraction techniques are simple, inexpensive and eliminate the need for use of toxic solvents, the problem of the formation of emulsions and lack of sensitivity for more volatile analytes, appearing in the standard liquid–liquid extraction techniques. High capacity to concentrate a wide range of analytes makes the surfactant-rich phases are multipurpose solvents, allowing for a high recoveries and high concentration factors to obtained. In this paper, microextraction techniques and the application of alternative solvents are discussed in detail, with special emphasis on strategies for reducing, or even eliminating of use of organic solvent. This deep review based on the most relevant, representative, and the most latest references. This knowledge of the details will be very helpful in making a decision concerning the choice of a particular solution in order to use on the sample preparation step and to make analytical methods greener.