了解實(shí)驗(yàn)室消解前的操作

今天要說的是操作使用過程的小tips、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，希望可以對(duì)各位網(wǎng)友有借鑒意義。 
我用的奧地利廠家的安東帕微波消解儀，可以一次消解16個(gè)樣品，目前有三年的使用經(jīng)驗(yàn)。微波消解的優(yōu)點(diǎn)是高溫高壓下反應(yīng)，樣品消解**，弊端是使用前需要注意將管子清洗干凈，否則容易殘留。

比如我就遇到過一次實(shí)驗(yàn)，樣品中汞元素含量奇高，造成消解管很大的汞殘留，直到連續(xù)做了5批消解，才把汞殘留清洗干凈，所以每次做樣需要注意監(jiān)控樣品中某些高含量的元素，對(duì)于下次測(cè)樣的準(zhǔn)確性也至關(guān)重要。

泡10~20%的硝酸過夜或空蒸是清洗消解罐的兩種方法，可以選擇任意一種。
但我也試過兩種結(jié)合的方法，過夜泡酸，第二天來了空蒸，對(duì)于樣品量不多又想追求干凈的人來說，這樣不耽誤事兒又放心。
消解流程，各廠家各型號(hào)基本上大同小異，只是有些以溫度，有些以功率作為指標(biāo)。消解開始后，隨著功率的升高，消解管內(nèi)溫度升高，同時(shí)壓力也逐步提高。
消解方法里可設(shè)置大允許溫度及壓力，溫度或壓力至限定值后，儀器會(huì)自動(dòng)降功率，防止管子爆裂。

消解管需要對(duì)稱放置，我使用的可以放4、8、10和16個(gè)罐子，1號(hào)位蓋子固定帶壓力傳感器，1號(hào)管子需要作為樣品消解管，以獲得樣品實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，真實(shí)反映消解管內(nèi)的情況，一般不作為空白樣品實(shí)驗(yàn)罐，因?yàn)榭瞻坠薜膲毫囟戎狄话銜?huì)小于樣品罐。 

長期使用，消解管外壁會(huì)有少量的鹽析出，雖然是外壁，也需要定期清洗維護(hù)，避免影響使用。
需要擴(kuò)口的消解管唇封要注意保存好，使用時(shí)唇口向上放置，避免唇口因撞擊，蠻力造成變形，變形后會(huì)影響蓋子的密封性，影響消解效果。
遇到過學(xué)生把唇封壓壞的情況，視程度不同，有些壓壞地厲害了直接就廢掉，得花錢再買新的了，有些只是一點(diǎn)點(diǎn)變形，可以試著用擴(kuò)口工具及時(shí)擴(kuò)一下口，有望糾正回來的話，恭喜你又省錢了。 

工程師培訓(xùn)時(shí)，也著重說過預(yù)消解和趕酸，有配套的石墨消解管爐敞口進(jìn)行，不過從目前做過的很多樣品，如植物、土壤、煤粉、材料等來看，不進(jìn)行這兩個(gè)步驟，也可以順利完成消解，達(dá)到測(cè)試要求，同時(shí)也為了防止一些低沸點(diǎn)元素的損失，砷、汞等，取消預(yù)消解步驟和趕酸的步驟。

稱量樣品一般選擇0.1~0.2g（純有機(jī)合成材料樣品，5mg以內(nèi)），加入6mL濃硝酸進(jìn)行消解，如果含有高濃度硅質(zhì)元素，一般需加入氫-氟酸，目前樣品消解時(shí)，-高溫度可達(dá)到160~200攝氏度，沒有遇到到壓力超限防爆膜破損的情況。 
對(duì)接后期的ICP-MS測(cè)試，酸濃度要求低于5%，取消預(yù)消解和趕酸，定容體積選擇100mL能滿足酸度要求，但100mL體積相對(duì)比較大，造成了樣品的稀釋，對(duì)高濃度元素的測(cè)定一般不會(huì)有太大影響，對(duì)于一些含量極低的重金屬元素，未必都可以達(dá)到檢出限。
這時(shí)可以通過勤清洗儀器，降低儀器檢出限，來盡量達(dá)到測(cè)試目的。總之，功夫要不費(fèi)在前處理，趕酸后可以適當(dāng)減小定容體積，如10mL，要么費(fèi)在儀器清洗，達(dá)到這兩點(diǎn)，才能有理想的數(shù)據(jù)結(jié)果。

如果這兩點(diǎn)都做到了，后期數(shù)據(jù)處理會(huì)比較順利。反之，結(jié)果不好，得各種懷疑找原因。

再對(duì)接后期的ICP-MS測(cè)試，有機(jī)物含量需要低于10%，如果微波消解*的話，一般可以達(dá)到這個(gè)要求，但我也遇到過一些其他情況。
不如一次測(cè)樣，進(jìn)樣時(shí)等離子體熄火，懷疑樣品中有機(jī)碳的含量高，因測(cè)試者數(shù)據(jù)要的比較急，所以我想著能不能對(duì)有機(jī)碳進(jìn)行一個(gè)快速消解去除，取了有機(jī)樣品1mL，加了1mL濃硝酸，把EP管蓋子蓋緊，想著讓它倆反應(yīng)一會(huì)兒，結(jié)果。。。
EP管子直接跳飛起來了，我當(dāng)時(shí)直接懵掉了，真是膽大蠻干的典型代表，幸虧我當(dāng)時(shí)正轉(zhuǎn)頭去做別的事情，不然腦袋或者是臉上，會(huì)有工傷的，濃酸和有機(jī)質(zhì)，密閉容器，殺傷力大家就不用再親自驗(yàn)證了，敞口放置一段時(shí)間，能夠一定程度去除掉有機(jī)質(zhì)，需要的話，后期再適當(dāng)補(bǔ)加一些酸。
對(duì)于一些做合成的測(cè)試者，如合成有機(jī)無機(jī)材料，用高溫高壓反應(yīng)釜消解，是一個(gè)快速、方便又有效的方法，親自測(cè)試后，測(cè)定效果一般比較好。
之前沒有微波消解時(shí)，也試過用加熱板消解，加熱板上墊上石棉瓦，用小體積的玻璃燒杯消解，植物樣品由于有機(jī)質(zhì)含量多，設(shè)定120度左右，會(huì)有煮沸溢出現(xiàn)象，溫度低情況稍好，但不能消解*，換大體積燒杯，擔(dān)心不好定容，當(dāng)時(shí)定容體積才10mL，也是擔(dān)心做不準(zhǔn)確。
還碰到過一例，也是植物樣品，測(cè)試者自己進(jìn)行加熱板消解后，拿來用ICP-MS測(cè)定，消解不*不僅造成濃度估算錯(cuò)誤，還造成了儀器錐口的積碳，清洗困難。
廢水樣品直接稀硝酸稀釋測(cè)定，如果有機(jī)質(zhì)過高也會(huì)造成積碳，測(cè)試完也會(huì)造成錐口積碳。

也遇到過一些難消解案例，如材料樣品，加氫-氟酸微波消解都不溶解的現(xiàn)象。
土壤和石頭樣品，加氫-氟酸消解*后，放置一段時(shí)間后有沉淀析出，只能靜置后，把進(jìn)樣管子插到樣品靠上的上清液進(jìn)行測(cè)定。
有些人提倡過濾后測(cè)定，親測(cè)過一回過濾前后，鋅離子大概有兩倍的響應(yīng)差別，其他的離子也會(huì)有些許的差別，所以放棄過濾的做法了，不過離心沉淀倒是可以考慮。

再有，如果有機(jī)質(zhì)過多，會(huì)造成測(cè)試濃度誤差，樣品稀釋不同倍數(shù)的測(cè)定結(jié)果不成比例的情況，（如直接測(cè)蛋白樣品中的金屬離子），所以稀釋后成不成比例，也可以成為日常監(jiān)測(cè)基質(zhì)效應(yīng)的一個(gè)對(duì)照參考。

微波消解被越來越多地應(yīng)用于元素測(cè)試前樣品的處理，當(dāng)然跟其他元素提取方法相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)知識(shí)可以在很多文獻(xiàn)中看到。