Analiza dyskretna stosowana do analizy składników odżywczych w glebach

Naturalna ewolucja z technik analizy przepływu segmentowego.

Tradycyjnie analiza składników odżywczych w glebach była przeprowadzana przy użyciu analizy przepływu segmentowego (SFA). Technika ta umożliwia automatyzację części analitycznej pełnego testu po zakończeniu etapu ekstrakcji gleby. Ten etap ekstrakcji gleby (metody ekstrakcji Mehlich, Olsen, Bray itp.) dobierany jest zgodnie z właściwościami fizykochemicznymi badanej gleby. Dzielą wspólne etapy, w tym filtrację, która nie pozwala na automatyzację procesu ekstrakcji.

Biorąc pod uwagę fakt, że etapy ekstrakcji gleby nie pozwalają na pełną automatyzację w linii w połączeniu z automatycznym wyznaczaniem, możliwe jest zdefiniowanie dwóch konkretnych etapów: Ekstrakcja (offline) i Determinacja.

Analizatory dyskretne

Analizatory dyskretne, takie jak SmartChem® 450, są w pełni zautomatyzowanymi platformami analitycznymi wykorzystującymi detekcję kolorymetryczną do analizy składników odżywczych i nieorganicznych do analizy ekstraktów glebowych (NH4, NO2, NO3, PO4, K, PolSen, TKN, TKP, SO4 itp.), między innymi.

Analityka KPM” AMS Alliance SmartChem® 450 współpracuje z dwuwiązkowym spektrofotometrem Vis opartym na kołach filtracyjnych jako zasada detekcji metodami kolorymetrycznymi punktu końcowego. Jest to często stosowane w analizie ekstraktu glebowego.

W analizatorach SmartChem® kompletny test chemiczny przeprowadzany jest w kuwecie, gdzie absorbancja jest odczytywana po osiągnięciu punktu końcowego reakcji. Oznacza to, że zamiast procesu ciągłego przepływu, jak w SFA, stosuje się serię dyskretnych dodatków różnych odczynników.

Tradycyjnie laboratoria przeprowadzające analizę gleby, roślin i nawozów również wykonują te same testy na wodzie, z bardzo różnymi zakresami roboczymi od matrycy do matrycy.

Przekłada się to na wymóg dostępu do różnych i dobrze zdefiniowanych zakresów pomiarowych, które obejmują region sub-ppm dla testowania wody i ekstraktów roślinnych, do wysokich poziomów ppm dla ekstraktów glebowych i nawozowych.

Porównywanie technik analizy przepływu dyskretnego i segmentowego

W systemach SFA istnieją dwa sposoby posiadania dwóch lub więcej zdefiniowanych zakresów dla określonego analitu:

• posiadają dwa lub więcej kolektorów na analit, skonfigurowanych dla różnych zakresów, lub
• fizycznie zmodyfikować kolektor analityczny, zmieniając średnicę rur, aby dostosować go do żądanego zakresu.

Dodatkowo na kolektorze roboczym można załadować tylko jedną krzywą kalibracyjną, co oznacza, że ta krzywa kalibracji ma obejmować rozpiętość żądanych zakresów w przypadku pracy z wieloma macierzami.

Analizatory dyskretne różnią się od tego rozwiązania automatyzacji i mogą mieć określone zakresy zdefiniowane na trzy różne sposoby:

• Specyficzna kalibracja dla każdej pożądanej matrycy oraz możliwość załadowania różnych matryc różnymi rozpuszczalnikami (np. badanie wody za pomocą testów ekstraktów Mehlicha) na tej samej partii analitycznej.
• Wiele metod dla tego samego analitu o różnych stosunkach próbki do odczynnika.
• Wiele metod wykorzystujących różne odczynniki, umożliwiające umieszczenie na pokładzie odczynników wysokiego, średniego i niskiego zasięgu.

Dzięki temu analizatory dyskretne pozwalają na wyższy stopień elastyczności; plus fakt, że dodanie nowych analitów (metod) do rutyny pracy nie wymaga inwestycji w nowe kolektory, konsole, detektory itp., a dotyczy to tylko wdrożenia metody i wymaganych jej odczynników.

Można śmiało powiedzieć, że dostosowanie metody za pomocą analizatorów dyskretnych staje się prostszym zadaniem niż w przypadku analizatorów przepływu segmentowego, ponieważ żadne określone komponenty nie są powiązane z określonymi metodami (określone rury, złącza szklane, cewki itp.), ale każda metoda opiera się na tych samych typowych komponentach i procedurach zastosowania.

Analizatory dyskretne i ewolucja uproszczenia — studium przypadku testowania fosforanów

Rysunek 3 przedstawia kolektor segmentowanego analizatora przepływu do pomiaru fosforanów w ekstraktach glebowych w zakresie 2—100 ppm (PO4).

Rysunek 4 przedstawia procedurę analizatora dyskretnego do testowania fosforanów, gdzie można dostosować różne zakresy w oparciu o różne elementy opisane w tym artykule.

Z tych diagramów wynika również, że analizatory dyskretne mają niższy wskaźnik zużycia odczynnika, ponieważ odczynnik nie jest ciągle pobierany ze swojego pojemnika i przepuszczany przez żaden kolektor, ale jest używany tylko wtedy, gdy wymaga dodania go do kuwety. Oznacza to nie tylko zmniejszenie zużycia odczynników, ale także zmniejszenie wytwarzania odpadów.

Prostota diagramu roboczego analizatora dyskretnego w porównaniu z diagramem analizy przepływu segmentowego dla kolektora PO4 pokazuje pewien stopień uproszczenia jednego systemu w porównaniu z drugim. Oznacza to krótszą krzywą uczenia się i łatwiejszą obsługę przyrządu dla pracowników laboratorium, nie wspominając o bardziej stabilnym środowisku dla różnych komponentów i materiałów eksploatacyjnych.

Dyskretne analizatory zapewniają większą elastyczność i prostotę do testowania gleby

Ponieważ wszystkie etapy ekstrakcji ciał stałych i cieczy prowadzone są na zewnątrz do etapu oznaczania, analizatory dyskretne są naturalną ewolucją do technik ciągłej analizy przepływu, zapewniając operatorom większą elastyczność i prostotę oraz bardziej ekologiczne podejście. *

Oprócz łatwości obsługi i konserwacji, kontroli wykorzystania odczynników (i wytwarzania odpadów), zwiększonej elastyczności zakresów analitycznych i programowania obciążeń, analizatory dyskretne SmartChem® oferują laboratorium wiele innych zalet, takich jak kuwety reakcyjne/optyczne wielokrotnego użytku (unikanie tworzyw sztucznych jednorazowego użytku), przyjazne dla użytkownika i łatwe w użyciu oprogramowanie, a także wiele wariantów spełniających wymagania laboratoryjne. Funkcje te pomagają użytkownikom analizatora ciągłego przepływu rozważyć przejście do analizatorów dyskretnych.

*Zasada ta ma również zastosowanie do ekstraktów roślinnych, nawozów, tytoniu, artykułów spożywczych itp.