Er is nu een sneller, Canadees alternatief op de markt voor monsterontsluiting zonder hoge druk. Dit biedt voordelen vergeleken met microwave-destructie en HotBlock. De winst zit hem in snelheid, gebruiksgemak en monstercapaciteit.
Ontsluiting van monsters is een tijdrovende stap bij de analyse van vaste materialen. Aemas, leverancier van analytische laboratoriumtechnologie uit Oosterhout, wil dat proces nu versnellen met de introductie van ColdBlock op de Europese markt. Eerder dit jaar won dit bedrijf tijdens de WoTS nog de High Tech Trophy met C14 SCAR, een technologie voor de bepaling van biogene koolstof.
Met ColdBlock introduceert Aemas een alternatief voor de ontsluiting van monsters op basis van infraroodverwarming en geïntegreerde koeling. Volgens Bert van der Hoeff, specialist ICP-OES bij Aemas, biedt deze Canadese technologie vooral winst in snelheid, gebruiksgemak en monstercapaciteit. Waar huidige technieken zoals microwave-destructie en HotBlock beperkingen kennen in verwerkingstijd of monstermassa, combineert ColdBlock een open systeem met directe infraroodverwarming.
Bij monsterontsluiting wordt vast materiaal met zuren afgebroken tot een oplossing die geschikt is voor elementanalyse, bijvoorbeeld met atoomabsorptiespectrometrie (AAS) of inductief gekoppeld plasma (ICP-OES/ICP-MS). Deze voorbewerking kan een aanzienlijk deel van de totale analysetijd in beslag nemen.
Laboratoria gebruiken hiervoor onder meer ‘microwave-destructie’ en open systemen zoals ‘HotBlock’. Bij microwave-destructie worden zuren in gesloten drukvaten verhit. De hoge druk maakt hogere temperaturen mogelijk, maar de hoeveelheid vast monstermateriaal blijft doorgaans beperkt tot circa 0,2 tot 0,5 gram. Bovendien moeten de vaten na afloop afkoelen en drukvrij worden gemaakt voordat ze geopend kunnen worden. De speciale vaten kunnen daarnaast gemakkelijk slijten en moeten uiteindelijk worden vervangen.
HotBlock werkt met open buisjes en lagere temperaturen. De methode is eenvoudig, maar de ontsluiting duurt vaak anderhalf tot vier uur en de mogelijkheden zijn sterk afhankelijk van het type monster en het gebruikte protocol.
ColdBlock gebruikt eveneens open glazen buisjes, maar verwarmt het monster rechtstreeks met een programmeerbaar infraroodelement onder de buis. Zo combineert het systeem open ontsluiting met een andere manier van verwarmen. Van der Hoeff: “Het grote verschil is dat ColdBlock het monster en de zuren rechtstreeks verwarmt met infraroodstraling, waardoor het ontsluitingsproces versnelt zonder hoge druk in een gesloten systeem.”
Boven de glazen monsterbuizen bevindt zich een gekoelde zone die wordt afgekoeld tot circa -5 °C. Hierdoor condenseren opstijgende dampen en vloeien ze terug naar de buis. Dat beperkt de verspreiding van schadelijke dampen in het laboratorium. Doordat het systeem open is, kun je tijdens de ontsluiting bovendien eenvoudig extra reagentia toevoegen.
Ook de ontsluitingstijd is korter. Microwave-destructie duurt doorgaans 40 tot 70 minuten, exclusief afkoelen, terwijl een HotBlock 90 tot 240 minuten nodig kan hebben. Bij ColdBlock bedraagt de ontsluitingstijd circa 10 tot 45 minuten, afhankelijk van het monstertype en het gebruikte protocol. “De gekoelde zone beperkt de verspreiding van dampen, terwijl je dankzij het open systeem eenvoudig reagentia kunt toevoegen”, stelt Van der Hoeff.
“De gekoelde zone beperkt de verspreiding van dampen, terwijl je dankzij het open systeem eenvoudig reagentia kunt toevoegen”Bert van der Hoeff, Aemas
ColdBlock is geschikt voor uiteenlopende monstertypen, waaronder levensmiddelen, agrarische producten, ertsen, mineralen en bodemmonsters. Vooral voor laboratoria die dagelijks grote aantallen monsters verwerken, kan de kortere ontsluitingstijd de verwerkingscapaciteit vergroten. Monsters kunnen sneller worden voorbereid voor de daaropvolgende elementanalyse, waardoor één systeem mogelijk meer monsters per dag kan verwerken.
Ook de hoeveelheid monstermateriaal kan groter zijn dan bij conventionele methoden. Afhankelijk van het type monster kan circa 0,5 tot 30 gram worden ingewogen. Daarmee biedt het systeem flexibiliteit voor verschillende toepassingen en samenstellingen. “Maar de grootste winst zit in de snelheid: met één systeem kun je meer monsters per dag verwerken. Daarbij kun je de glazen buizen na gebruik eenvoudig reinigen voor hergebruik.”
De overstap naar ColdBlock hoeft volgens Aemas geen ingrijpende verandering van de laboratoriumopstelling te betekenen. Het systeem vervangt de ontsluitingsstap; de daaropvolgende analysetechniek verandert niet. De verkregen oplossing kan dus worden geanalyseerd met de bestaande AAS-, ICP-OES- of ICP-MS-apparatuur.
De praktische meerwaarde hangt af van de toepassing. De mogelijkheid om tijdens de ontsluiting reagentia toe te voegen, glazen buizen na gebruik te reinigen en grotere monstermassa’s te verwerken, geeft laboratoria extra mogelijkheden om hun monstervoorbereiding af te stemmen op het materiaal dat ze analyseren. Daarmee kan de ColdBlock een alternatief zijn zonder dat een laboratorium zijn verdere analyseproces hoeft aan te passen.
ColdBlock is ontwikkeld in Canada en komt nu via Aemas beschikbaar voor Europese laboratoria. Volgens Van der Hoeff vult de technologie een gat tussen bestaande ontsluitingsmethoden: “ColdBlock combineert infraroodverwarming met geïntegreerde koeling en maakt zo snellere ontsluiting mogelijk zonder hoge druk.”
Met de introductie brengt Aemas de technologie onder de aandacht van laboratoria die vaste monsters voorbereiden voor elementanalyse. Hoe groot de meerwaarde in de praktijk is, hangt af van het monstertype en de toepassing, maar ColdBlock biedt een extra optie voor laboratoria die hun monstervoorbereiding efficiënter willen inrichten.
