अनाज विभाजनको लागि मास स्पेक्ट्रोमीटर चुम्बकीय विभाजक

जब तपाईं बारेमा सुन्नुहुन्छअनाज विभाजनको लागि मास स्पेक्ट्रोमीटर चुम्बकीय विभाजक, पहिलो विचार कुनै प्रकारको खिंचाव वा उच्च विशिष्ट चीज हो। वास्तवमा, यदि तपाईंले गहिरो खन्नुभयो भने, यो शुद्धीकरण र विभाजनको आधारभूत सिद्धान्तको बारेमा हो, जुन खनन उद्योगबाट विश्लेषणात्मक उपकरणहरूमा सारिएको थियो। धेरै मानिसहरू अझै पनि सोच्छन् कि चुम्बकीय विभाजन केवल फलाम अयस्क वा स्क्र्याप धातुको बारेमा हो। तर सञ्चालनको एउटै भौतिक सिद्धान्तचुम्बकीय विभाजकपछिको मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषणको लागि जटिल म्याट्रिक्सबाट लक्षित अंशहरू - ती धेरै "अनाजहरू" को अलगावलाई निहित गर्दछ। यो यस जडानको बारेमा हो, व्यावहारिक समस्याहरूको बारेमा र किन कहिलेकाहीँ एक उद्योगका साधारण चीजहरूले अर्कोमा स्थिति बचत गर्दछ, र म अनुमान गर्न चाहन्छु।

अयस्क देखि आयन सम्म: कार्यहरु को अस्पष्ट समानता

मैले विभिन्न क्रसिङ, स्क्रिनिङ र प्रशोधन उपकरणहरूसँग काम गरें, र सधैंचुम्बकीय विभाजकध्यान को शुद्धता सुधार मा एक प्रमुख लिङ्क थियो। विचार भनेको चुम्बकीय खनिजहरूलाई गैर-चुम्बकीय ग्यान्गुबाट अलग गर्नु हो। यस्तो देखिन्छ, मास स्पेक्ट्रोमिटरसँग यसको के सम्बन्ध छ? र यो तथ्यको बावजुद कि नमूनालाई आयन स्रोतमा ड्राइभ गर्नु अघि, यो प्रायः "सफा" गर्न आवश्यक छ। म्याट्रिक्स कम्पोनेन्टहरूबाट जसले विश्लेषणमा हस्तक्षेप गर्नेछ। र यो हो जहाँ पूर्वकेन्द्रीकरण विधिहरू उद्धारमा आउँछन्, चुम्बकीय विभाजन सहित, विशेष गरी यदि हामी न्यानोकणहरू वा चुम्बकीय ट्यागहरूसँग लेबल गरिएका जैविक वस्तुहरूको बारेमा कुरा गर्दैछौं।

प्रयोगशाला अभ्यासमा, तपाईं प्रायः माटोको नमूनाहरू, भूगर्भीय नमूनाहरू, वा यहाँसम्म कि खाद्य उत्पादनहरू (एउटै अन्न) भेट्नुहुन्छ, जहाँ तपाईंले तत्व वा यौगिकहरूको ट्रेस मात्रा निर्धारण गर्न आवश्यक छ। म्याट्रिक्स नरक हो, स्पेक्ट्रा ओभरलोड गरिएको छ। शास्त्रीय तयारी - एसिड विघटन, निकासी - एक लामो समय लाग्छ र सधैं छनौट छैन। के हुन्छ यदि हामीले चुम्बकीय वाहकहरू स्थिर विशिष्ट लिगान्डहरू प्रयोग गर्ने प्रयास गर्छौं? चुम्बकीय ड्रमले चुम्बकीय चट्टानको धाराबाट म्याग्नेटाइटका टुक्राहरू समातेझैं तिनीहरूले समाधानबाट आवश्यक आयनहरू मात्र समात्नेछन्। त्यसपछि यी वाहकहरू एउटै प्रयोगशाला प्रयोग गरेर सजिलै अलग गर्न सकिन्छचुम्बकीय विभाजक, मास स्पेक्ट्रोमिटरमा खुवाउनको लागि सफा समाधानमा लक्ष्य विश्लेषकलाई धुनुहोस् र एल्युट गर्नुहोस्। नमूना तयारीको दक्षता परिमाणको अर्डरले बढ्छ।

यो जहाँ तपाइँ "ठूलो" को अनुभव सम्झनुहुन्छ। उद्योग। मानौं, एक संवर्धन प्लान्टमा शक्तिशाली नियोडिमियम चुम्बकहरूमा आधारित विभाजक छ।LONGI निगम। एक भरपर्दो, टिकाउ मेसिन जसले वर्षौंदेखि हजारौं टन चलाएको छ। र जब तपाईं प्रयोगशालामा माइक्रोस्याम्पलिङको लागि कमजोर चुम्बकीय रडहरू संग लड्न थाल्नुहुन्छ, तपाईं आफैलाई सोच्न सक्नुहुन्छ: तर तपाईं दुवै दिशामा मापन गर्न सक्नुहुन्छ। त्यहाँ एउटा मात्र सिद्धान्त छ। तिनीहरूको वेबसाइटमाhttps://www.ljmagnet.ruयो स्पष्ट छ कि कम्पनी, 1993 मा फिर्ता स्थापित, खनन उपकरण को एक ठूलो निर्माता मा विकसित भएको छ। र जब तपाइँ पढ्नुहुन्छ कि Fushun मा उनीहरूको उद्यमले प्रति वर्ष 4,000 एकाइ उपकरण उत्पादन गर्दछ, तपाइँ बुझ्नुहुन्छ कि उनीहरूलाई विभाजनको बारेमा धेरै थाहा छ। स्थिर र कुशल चुम्बकीय प्रणालीहरू सिर्जना गर्न तिनीहरूको इन्जिनियरिङ विशेषज्ञता विश्लेषणात्मक प्रयोगशालाहरूको लागि विशेष समाधानहरूको विकासको लागि तयार आधार प्रदान गर्दछ।

जहाँ यो पातलो छ, यो तोड्छ: प्रविधि स्थानान्तरणको व्यावहारिक कठिनाइहरू

तर सबै कुरा यति सहज छैन। पसल फ्लोरबाट विश्लेषणात्मक रसायनज्ञको डेस्कमा सिद्धान्त स्थानान्तरण गर्नु एक सम्पूर्ण कथा हो। मुख्य समस्या प्रक्रियाको मात्रा र शुद्धता हो। औद्योगिक माअन्न विभाजक(अयस्क अनाजको अर्थमा) मुख्य कुरा उत्पादकता र घर्षण प्रतिरोध हो। प्रयोगशालामा, नमूनासँग सम्पर्कमा रहेका सामग्रीहरूको पूर्ण शुद्धता हुन्छ, जसले गर्दा दूषित हुन नदिन र पदार्थको माइक्रोग्रामसँग काम गर्न चुम्बकीय क्षेत्रको सटीक नियन्त्रण हुन्छ।

मलाई याद छ कि हामीले गहुँको दानामा माइकोटोक्सिन निर्धारण गर्न चुम्बकीय इम्युनोसेको एउटा विधिलाई अनुकूलन गर्ने प्रयास गरेका थियौं। यो चुम्बकीय लेबल संग एन्टिबडी कम्प्लेक्स अलग गर्न आवश्यक थियो। हामीले टेस्ट ट्युबका लागि मानक प्रयोगशाला चुम्बकीय विभाजक लिएका थियौं। र हामीले यस तथ्यको सामना गरेका थियौं कि चिपचिपा निलम्बनको साथ विभाजनको दक्षता उल्लेखनीय रूपमा घट्यो - कुचल अन्नले मात्र यस्तो माध्यम प्रदान गर्‍यो। मैले एक्सपोजर समय, चुम्बकको बल, र पृथकीकरणको समयमा नमूनाहरू लगभग हल्लाउँदै प्रयोग गर्नुपर्‍यो। यो त्यो क्षण हो जब सैद्धान्तिक सरलता व्यावहारिक "गैर-आदर्शता" मा चल्छ। नमूना।

अर्को सूक्ष्मता भनेको चुम्बकीय कणहरू आफैं हो। मास स्पेक्ट्रोमेट्रीको लागि, विशेष गरी ICP-MS (प्रेरणात्मक रूपमा जोडिएको प्लाज्मा), यो महत्त्वपूर्ण छ कि क्यारियर पूर्ण रूपमा इल्युसन समाधानमा विघटित छ वा स्रोतमा प्रवेश गर्दैन, अन्यथा यो महँगो प्लाज्मा टर्च वा कोनको ग्यारेन्टी विफलता हो। त्यसकारण, चुम्बकीय ट्यागहरू वा सरबेन्टहरू प्रायः चुम्बकीय कोरको साथ पोलिमरको आधारमा बनाइन्छ, जुन बायोकम्प्याटिबल र रासायनिक रूपमा निष्क्रिय हुनुपर्छ। यस्तो "स्मार्ट" कणहरूको सिर्जना - यो पहिले नै रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान र विश्लेषण को चौराहे मा छ, र यहाँ औद्योगिक चुम्बक को निर्माताहरु को अनुभव, अफसोस, सधैं प्रत्यक्ष लागू हुँदैन।

केस स्टडी: जब चुम्बकीय विभाजकले विश्लेषण बचत गर्यो

हामीसँग औद्योगिक क्षेत्र नजिकै उब्जाइएको धानमा भारी धातु (सिसा, क्याडमियम) को निशान पत्ता लगाउने परियोजना थियो। क्लासिक नमूना तयारी-माइक्रोवेभ विघटन-ले स्वीकार्य परिणामहरू प्रदान गर्‍यो, तर पत्ता लगाउने सीमा आवश्यकको छेउमा थियो। म्याट्रिक्स प्रभावहरू (मुख्यतया पोटासियम र सिलिकन लवणबाट) संकेतलाई दबाए। प्रारम्भिक एकाग्रता र म्याट्रिक्सबाट शुद्धीकरण आवश्यक थियो।

हामीले थिओल समूहहरूसँग लेपित चुम्बकीय न्यानोकणहरूमा आधारित विधि प्रयास गर्ने निर्णय गर्‍यौं जसले नरम धातुहरूलाई छनोट गर्दछ। एसिड डाइजेस्टेटमा कणहरूको निलम्बन थपियो, बाँध्न अनुमति दिइयो, र त्यसपछि - सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण - घरको बनाइएको प्रवाह प्रयोग गरेर अलग गरियो।चुम्बकीय विभाजक। संरचना, इमानदार हुन, लगभग घुँडा मा जम्मा गरिएको थियो: पातलो टेफ्लोन ट्यूब वरिपरि नियोडियम म्याग्नेटहरू फिक्स गरियो जसको माध्यमबाट नमूना पम्प गरिएको थियो। सिद्धान्त एक औद्योगिक विभाजक जस्तै हो, केवल एक हत्केला को आकार।

नतिजा अपेक्षा भन्दा बढी भयो। परिमाणको अर्डरद्वारा पत्ता लगाउने सीमाहरू घटाउन मात्र होइन, नमूना तयारी समयलाई तीव्र रूपमा घटाउन पनि सम्भव थियो। चुम्बकीय कणहरू सिधै प्रवाह कक्षमा धोइयो र पुन: उत्पन्न गर्न सकिन्छ। कुञ्जी छिटो र पूर्ण चुम्बकीय विभाजन को चरण थियो। यो एउटा मामला हो जहाँ भारी उद्योगबाट प्रक्रियाको भौतिकीमा अन्तर्दृष्टिले अल्ट्रा-संवेदनशील विश्लेषणात्मक उपकरणको लागि सरल र सुरुचिपूर्ण समाधान प्रदान गर्‍यो।

उपकरण र वास्तविकता: बजारले के प्रस्ताव गर्दछ र वास्तवमा के आवश्यक छ

अब बजारमा प्रयोगशालाहरूको लागि धेरै व्यावसायिक चुम्बकीय विभाजकहरू छन्: माइक्रोप्लेटहरूका लागि, व्यक्तिगत ट्यूबहरूका लागि, र प्रवाह-मार्फत प्रणालीहरू। तर तिनीहरूमध्ये धेरै आणविक जीवविज्ञान (डीएनए र कोशिकाहरूसँग काम गर्ने) अनुरूप छन्। विश्लेषणात्मक रसायन कार्यका लागि, विशेष गरी परमाणु स्पेक्ट्रोमेट्रीको लागि नमूना तयारीसँग सम्बन्धित, त्यहाँ कम विकल्प छ। अक्सर उपकरण या त धेरै "जैविक" वा धेरै आदिम छ।

यहाँ, मलाई लाग्छ, ईन्जिनियरिङ् पृष्ठभूमि जस्तै कम्पनीहरूको लागि एक खाली ठाउँ छLONGI निगम। तिनीहरूको शक्ति कठोर वातावरणमा निरन्तर सञ्चालनको सामना गर्न डिजाइन गरिएको भरपर्दो चुम्बकीय प्रणालीहरूको डिजाइनमा निहित छ। टन अयस्क छुट्याउन प्रभावकारी चुम्बकीय क्षेत्र कसरी बनाउने भन्ने कुरा बुझेका उनीहरूका विज्ञहरू विश्लेषकहरूसँग बसे भने उनीहरूले एउटा क्रान्तिकारी कुरा सिर्जना गर्न सक्छन्: रासायनिक प्रतिरोधी सामग्रीबाट बनेको विश्वव्यापी, शक्तिशाली तर सटीक प्रयोगशाला प्रयोगशाला।चुम्बकीय विभाजक। दुर्लभ अपरेशनहरूको लागि खेलौना होइन, तर नियमित नमूना तयारीको लागि एक वर्कहोर्स। तिनीहरूको स्केल (क्षेत्रको 140,000 m2, 1,200 भन्दा बढी कर्मचारीहरू, जसमध्ये धेरैले उच्च शिक्षा पाएका छन्) लाई विचार गर्दै, तिनीहरूसँग निश्चित रूपमा त्यस्ता अनुसन्धान र विकासका लागि स्रोतहरू छन्।

आदर्श रूपमा, यस्तो यन्त्र मोड्युलर हुनुपर्छ: विभिन्न शक्ति र कन्फिगरेसनहरूको चुम्बकहरूको प्रतिस्थापन योग्य ब्लकहरू, विभिन्न मात्राका प्रवाह कक्षहरू, आक्रामक वातावरणसँग काम गर्ने क्षमता। त्यसोभए विश्लेषक सेट अप गर्न सक्छ? तपाईंको विशिष्ट कार्यको लागि विभाजक: चाहेअन्न विभाजन(कणहरूको अर्थमा) निलम्बनबाट चुम्बकीय ट्यागहरू वा समाधानबाट आयनहरूको एकाग्रता। डिजाइनको विश्वसनीयता र सरलता, औद्योगिक पुर्खाहरूबाट विरासतमा, एक प्रमुख फाइदा हुनेछ।

निष्कर्षको सट्टा: टेक्नोलोजी अभिसरणको बारेमा ठूलो स्वरमा सोच्नुहोस्

त्यसोभए, शब्दहरूको मूल संयोजनमा फर्कनुहोस्अनाज विभाजनको लागि मास स्पेक्ट्रोमीटर चुम्बकीय विभाजक। यो कुनै जिज्ञासा होइन। खनन र विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान - देखिने टाढाका उद्योगहरूबाट कसरी टेक्नोलोजीहरू अभिसरण हुन थालेका छन् भन्ने यो एउटा उल्लेखनीय उदाहरण हो। दुबैले मूल्यवानलाई खालीबाट अलग गर्न आवश्यक छ। दुबैलाई दक्षता र अलगावको शुद्धता चाहिन्छ।

LONGI जस्ता दिग्गजहरू द्वारा संचित अनुभव लागू प्रयोगशाला समस्याहरू समाधान गर्न अमूल्य छ। यसको विपरीत, नयाँ, अधिक कुशल नमूना तयारी विधिहरूको लागि विश्लेषकहरूबाट अनुरोधहरूले नयाँ वर्गको उपकरणको विकासलाई उत्तेजित गर्न सक्छ। सायद प्रयोगशाला चुम्बकीय विभाजकहरूको अर्को पुस्ता बायोटेक स्टार्टअपहरूको सफा कोठामा होइन, तर प्रशोधन प्लान्टहरूमा शक्तिशाली ड्रम विभाजकहरू देख्न अभ्यस्त इन्जिनियरहरूको रेखाचित्र बोर्डहरूमा जन्मिनेछ। र यो बिल्कुल तार्किक हुनेछ। आखिर, कार्य अनिवार्य रूपमा परिवर्तन हुँदैन - यो एक टन फलाम अयस्क केन्द्रित वा ICP-MS को लागि समाधान को एक माइक्रोलिटर हो। तपाईले भरपर्दो, छिटो र सफासँग तपाईलाई चुम्बकमा के चाहिन्छ आकर्षित गर्न र अनावश्यक सबै हटाउन आवश्यक छ। बाँकी सबै कार्यान्वयन विवरण हो।