Inngangur

Loftrýmisflöskur eru sýnishornsílát sem almennt eru notuð í gasgreiningu (GC), aðallega notuð til að innhylja loftkennd eða fljótandi sýni til að ná stöðugum flutningi og greiningu sýna í gegnum lokað kerfi. Framúrskarandi þéttieiginleikar þeirra og efnafræðileg óvirkni eru nauðsynleg til að tryggja nákvæmni og endurtekningarhæfni greiningarniðurstaðna.

Í daglegum tilraunum eru headspace-flöskur venjulega notaðar sem einnota rekstrarvörur. Þó að þetta hjálpi til við að lágmarka krossmengun eykur það einnig verulega kostnað við rannsóknarstofuna, sérstaklega í kerfum þar sem sýnatökur eru mikið og prófunartíðni er mikil. Að auki leiðir einnota notkun til mikils magns af glerúrgangi, sem setur þrýsting á sjálfbærni rannsóknarstofunnar.

Efnis- og byggingareiginleikar hettuglösanna með höfuðrými

Hettuglös í headspace-formi eru yfirleitt úr mjög sterku, hitaþolnu bórsílíkatgleri, sem er efnafræðilega óvirkt og nógu hitastöðugt til að þola fjölbreytt úrval lífrænna leysiefna, háhita í fóður og háþrýstingsumhverfi.Fræðilega séð hefur bórsílíkatgler góða möguleika á hreinsun og endurnotkun, en raunverulegur líftími þess er takmarkaður af þáttum eins og sliti á burðarvirki og mengunarleifum.

Þéttikerfið er lykilþáttur í virkni hettuglösa með hausrými og samanstendur venjulega af álhettu eða millilegg. Áltappinn myndar loftþétta lokun á flöskuopinu með þéttihring eða skrúfu, en millileggurinn veitir aðgang að nálinni og kemur í veg fyrir gasleka. Mikilvægt er að hafa í huga að þó að glerhettuglösin haldi grunnbyggingu sinni eftir endurtekna þvotta, þá er millileggurinn venjulega einnota hluti og er viðkvæmur fyrir tapi á þéttingu og efnistapi eftir gat, sem hefur áhrif á áreiðanleika endurnotkunar. Þess vegna, þegar reynt er að endurnýta, þarf venjulega að skipta um millilegginn, en meta þarf endurnotkun glerhettuglösa og álhetta með tilliti til efnislegs heilleika þeirra og getu til að viðhalda loftþéttleika.

Að auki eru mismunandi tegundir og gerðir af hettuglösum hvað varðar stærð og samframleiðslu. Það geta verið minniháttar munur á uppbyggingu hettuglösanna o.s.frv., sem getur haft áhrif á eindrægni við sjálfvirka sýnatökuhettuglös, passa innsigli og ástand eftir hreinsun. Þess vegna, þegar hreinsunar- og endurnotkunaráætlun er þróuð, ætti að framkvæma stöðlaða staðfestingu fyrir sértækar forskriftir hettuglösanna sem notuð eru til að tryggja samræmi og áreiðanleika gagna.

Hagkvæmnisgreining á þrifum

1. Þrifaðferðir

Þrif á hettuglösum í hausrými eru gerð á ýmsa vegu, þar á meðal í tveimur meginflokkum: handvirk hreinsun og sjálfvirk hreinsun. Handvirk hreinsun hentar venjulega fyrir vinnslu í litlum lotum, sveigjanlega notkun, oft með bursta fyrir hvarfefnisflöskur, skolun með rennandi vatni og fjölþrepa efnafræðilegri hvarfefnisvinnslu. Hins vegar, þar sem hreinsunarferlið byggir á handvirkri notkun, er hætta á að endurtekningarnákvæmni og hreinsunarniðurstöður geti verið óstöðugar.

Sjálfvirk hreinsunarbúnaður getur hins vegar bætt skilvirkni og samræmi hreinsunar verulega. Ómskoðunarhreinsun myndar örkúlur með hátíðni sveiflum, sem geta á áhrifaríkan hátt fjarlægt snefil af leifum sem festast við skjöldunina og er sérstaklega hentug til að meðhöndla mjög viðloðandi eða snefil af lífrænum leifum.

Val á hreinsiefni hefur mikil áhrif á hreinsunaráhrifin. Algeng hreinsiefni eru etanól, aseton, vatnskenndir flöskuþvottaefni og sérstök þvottaefni. Almennt er mælt með fjölþrepa hreinsunarferli: skolun með leysiefni (til að fjarlægja lífrænar leifar) → vatnsskolun (til að fjarlægja vatnsleysanlegar menganir) → skolun með hreinu vatni.

Eftir að hreinsun er lokið verður að þurrka sýnið vandlega til að koma í veg fyrir að raki hafi áhrif á það. Algengur þurrkunarbúnaður fyrir þurrkofna í rannsóknarstofum (60 ℃ -120 ℃) ​​má einnig nota fyrir krefjandi notkunarsvið til að auka enn frekar hreinleika og bakteríudrepandi getu sjálfsofnunar.

2. Leifargreining eftir hreinsun

Staðfesta þarf vandlega þrif með leifprófum. Algengar uppsprettur mengunarefna eru leifar úr fyrri sýnum, þynningarefni, aukefni og leifar af þvottaefnisþáttum frá þrifaferlinu. Ef þessum mengunarefnum er ekki eytt að fullu mun það hafa neikvæð áhrif á síðari greiningar, svo sem „draugatopp“ og aukið bakgrunnshljóð.

Hvað varðar greiningaraðferðir er beinasta leiðin að framkvæma núllpróf, þ.e. hreinsað glas er sprautað inn sem núllsýni og óþekktir toppar eru greindir með gasgreiningu (GC) eða gasgreiningu-massagreiningu (GC-MS). Önnur almennari aðferð er heildar lífræn kolefnisgreining, sem er notuð til að mæla magn lífræns efnis sem eftir er á yfirborði glassins eða í þvottalausninni.

Að auki er hægt að framkvæma „bakgrunnssamanburð“ með sérstakri greiningaraðferð sem tengist sýninu: hreinsað hettuglas er keyrt við sömu skilyrði og glænýtt hettuglas og bakgrunnsvísbendingar eru bornar saman við tilvist falskra toppa til að meta hvort hreinsunin sé ásættanleg.

Þættir sem hafa áhrif á endurnotkun

1. Áhrif á greiningarniðurstöður

Endurnotkun Headspace-glasa þarf fyrst að meta með tilliti til áhrifa hennar á greiningarniðurstöður, sérstaklega í megindlegri greiningu. Þegar notkun eykst geta snefilefni eftir verið á innvegg glassins og jafnvel eftir hreinsun geta snefilefni óhreinindi losnað við hátt hitastig, sem truflar magngreiningu marktoppanna. Það er sérstaklega viðkvæmt fyrir snefilgreiningu og mjög viðkvæmt fyrir skekkju.

Vaxandi bakgrunnshljóð er einnig algengt vandamál. Ófullkomin þrif eða efnisskemmdir geta leitt til óstöðugleika í grunnlínu kerfisins, sem truflar auðkenningu og samþættingu á hámarksgildum.

Að auki eru tilraunaendurtekningarhæfni og langtímastöðugleiki mikilvægir vísbendingar til að meta hvort endurnotkun sé möguleg. Ef hettuglös eru ósamrýmanleg hvað varðar hreinleika, þéttingargetu eða efnisheilleika, mun það leiða til breytinga á innspýtingarhagkvæmni og sveiflna í flatarmáli toppa, sem hefur áhrif á tilraunaendurtekningarhæfni. Mælt er með að framkvæmdar séu lotuprófanir á endurnýttum hettuglösum í hagnýtum tilgangi til að tryggja samanburðarhæfni og samræmi greindra gagna.

2. Öldrun hettuglasa og millileggja

Slit og efnisniðurbrot á flöskum og þéttikerfi eru óhjákvæmileg við endurtekna notkun. Eftir endurteknar hitameðferðir, vélrænar árekstrar og þrif geta glerflöskur myndað litlar sprungur eða rispur, sem ekki aðeins verða að „dauðum svæðum“ fyrir mengunarefni, heldur einnig skapa hættu á rofi við notkun við háan hita.

Millileggir, sem eru íhlutir í stungum, slitna hraðar. Aukinn fjöldi stunga getur valdið því að holrými millileggsins þenst út eða þéttist illa, sem leiðir til minnkaðrar uppgufunar sýnisins, minnkaðs loftþéttleika og jafnvel óstöðugleika í fóðurinu. Öldrun millileggsins getur einnig losað agnir eða lífrænt efni sem geta mengað sýnið frekar.

Líkamleg einkenni öldrunar eru meðal annars mislitun flöskunnar, útfellingar á yfirborði og aflögun álloksins, sem allt getur haft áhrif á skilvirkni sýnaflutnings og samhæfni tækja. Til að tryggja öryggi tilrauna og áreiðanleika gagna er mælt með því að framkvæma nauðsynlegar sjónrænar skoðanir og þéttiprófanir fyrir endurnotkun og að fjarlægja íhluti með verulegu sliti tímanlega.

Ráðleggingar og varúðarráðstafanir við endurnotkun

Hægt er að endurnýta hettuglös með headspace að vissu marki eftir fullnægjandi hreinsun og staðfestingu, en þetta ætti að meta vandlega í ljósi sérstakrar notkunaraðstæðna, eðlis sýnisins og aðstæðna búnaðarins.

1. Ráðlagður fjöldi endurnotkunar

Samkvæmt reynslu sumra rannsóknarstofa og ritrýndum heimildum er yfirleitt hægt að endurnýta glerflöskur 3-5 sinnum í notkunartilvikum þar sem VOC eða sýni með litla mengun eru meðhöndluð, að því tilskildu að þau séu vandlega þrifin, þurrkuð og skoðuð eftir hverja notkun. Eftir þennan fjölda skipta eykst erfiðleikinn við þrif, hættan á öldrun og líkurnar á lélegri þéttingu flöskunnar verulega og því er mælt með því að fjarlægja þær tímanlega. Mælt er með að skipta um púða eftir hverja notkun og ekki er mælt með endurnotkun þeirra.

Taka skal fram að gæði hettuglösanna eru mismunandi eftir vörumerkjum og gerðum og ætti að staðfesta þau fyrir hverja vöru fyrir sig. Fyrir mikilvæg verkefni eða greiningar með mikilli nákvæmni ætti að velja ný hettuglös til að tryggja áreiðanleika gagna.

2. Aðstæður þar sem endurnotkun er ekki ráðlögð

Ekki er mælt með endurnotkun á hettuglösum með headspace í eftirfarandi tilvikum:

• Erfitt er að fjarlægja alveg leifar af sýni, t.d. mjög seigfljótandi sýni, sýni sem aðsogast auðveldlega eða innihalda salt;
• Sýnið er mjög eitrað eða rokgjörnt, t.d. bensen, klóruð kolvetni o.s.frv. Tærar leifar geta verið hættulegar notandanum;
• Háhitaþétting eða þrýstingur eftir notkun hettuglassins, breytingar á burðarþoli geta haft áhrif á síðari þéttingu;
• Hettuglös eru notuð á sviðum sem eru mjög reglugerðarbundin, svo sem réttarlæknisfræði, matvæla- og lyfjaiðnaði, og ættu að vera í samræmi við viðeigandi reglugerðir og kröfur um faggildingu rannsóknarstofa;
• Hettuglös með sýnilegum sprungum, aflögun, mislitun eða merkimiðum sem erfitt er að fjarlægja geta skapað hugsanlega öryggisáhættu.

3. Ákvörðun staðlaðra verklagsreglna

Til að ná fram skilvirkri og öruggri endurnotkun ætti að þróa samræmdar staðlaðar verklagsreglur, þar á meðal en ekki takmarkað við eftirfarandi atriði:

• Flokkunarmerkingar og númerastjórnunGreinið hettuglös sem hafa verið notuð og skráið fjölda skipta og tegundir sýna sem notuð hafa verið;
• Gerð skráningarblaðs fyrir þrifStaðla hverja lotu hreinsunarferlisins, skrá tegund hreinsiefnis, hreinsunartíma og breytur búnaðarins;
• Að setja staðla fyrir lok líftíma og skoðunarloturMælt er með að framkvæma útlitsskoðun og þéttipróf eftir hverja notkunarlotu;
• Að setja upp aðferð til að aðskilja þrifa- og geymslusvæðiað forðast krossmengun og tryggja að hrein hettuglös séu hrein fyrir notkun;
• Framkvæma reglubundin staðfestingarpróft.d. eyður til að staðfesta að bakgrunnstruflanir séu ekki til staðar og til að tryggja að endurtekin notkun hafi ekki áhrif á greiningarniðurstöður.

Með vísindalegri stjórnun og stöðluðum ferlum getur rannsóknarstofan lækkað kostnað við rekstrarvörur með þeirri forsendu að gæði greiningarinnar séu tryggð og náð fram grænum og sjálfbærum tilraunastarfsemi.

Mat á efnahagslegum og umhverfislegum ávinningi

Kostnaðarstýring og sjálfbærni eru orðin mikilvæg atriði í nútíma rannsóknarstofustarfsemi. Þrif og endurnýting á hettuglösum með hausrými getur ekki aðeins leitt til verulegs kostnaðarsparnaðar, heldur einnig dregið úr úrgangi í rannsóknarstofum, sem hefur jákvæða þýðingu fyrir umhverfisvernd og grænar rannsóknarstofubyggingar.

1. Útreikningar á kostnaðarsparnaði: einnota vs. endurnýtanlegt

Ef einnota glerhylki væru notuð í hverri tilraun, myndu 100 tilraunir leiða til veldisbundins kostnaðartaps. Ef hægt væri að endurnýta hvert glerhylki á öruggan hátt nokkrum sinnum, myndi sama tilraunin aðeins krefjast meðalkostnaðar eða jafnvel minni en upphaflegs kostnaðar.

Þrifferlið felur einnig í sér kostnað vegna veitna, þvottaefna og launa. Hins vegar, fyrir rannsóknarstofur með sjálfvirkum hreinsunarkerfum, eru jaðarkostnaður við hreinsun tiltölulega lágur, sérstaklega við greiningu á miklu magni sýna, og efnahagslegur ávinningur af endurnotkun er enn meiri.

2. Árangur af minnkun úrgangs á rannsóknarstofum

Einnota hettuglös geta fljótt safnað miklu magni af glerúrgangi. Með því að endurnýta hettuglös er hægt að draga verulega úr framleiðslu úrgangs og lágmarka byrði vegna förgunar úrgangs, með strax ávinningi, sérstaklega á rannsóknarstofum með mikinn förgunarkostnað eða strangar flokkunarkröfur.

Að auki mun fækkun millileggja og álhetta sem notuð eru draga enn frekar úr losun úrgangs úr gúmmíi og málmi.

3. Framlag til sjálfbærrar þróunar rannsóknarstofa

Endurnýting rannsóknarstofubúnaðar er mikilvægur þáttur í „grænni umbreytingu“ rannsóknarstofunnar. Með því að lengja líftíma rekstrarvara án þess að skerða gagnagæði, hámarkum við ekki aðeins nýtingu auðlinda, heldur uppfyllum einnig kröfur umhverfisstjórnunarkerfa eins og ISO 14001. Það uppfyllir einnig kröfur umhverfisstjórnunarkerfa eins og ISO 14001 og hefur jákvæð áhrif á umsóknir um grænar rannsóknarstofuvottunar, orkusparnaðarmat háskóla og skýrslur um samfélagslega ábyrgð fyrirtækja.

Á sama tíma stuðlar stöðlun á endurnotkunar- og hreinsunarferlum einnig að umbótum í stjórnun rannsóknarstofa og hjálpar til við að rækta tilraunamenningu sem leggur jafn mikla áherslu á hugtakið sjálfbærni og vísindaleg viðmið.

Niðurstöður og horfur

Í stuttu máli er tæknilega mögulegt að þrífa og endurnýta hettuglös með headspace-tækni. Hágæða bórsílíkatglerefni með góðri efnafræðilegri óvirkni og háum hitaþoli er hægt að nota nokkrum sinnum án þess að það hafi veruleg áhrif á greiningarniðurstöður við viðeigandi hreinsunarferla og notkunarskilyrði. Með skynsamlegu vali á hreinsiefnum, notkun sjálfvirks hreinsunarbúnaðar og samsetningu þurrkunar og sótthreinsunarmeðferðar getur rannsóknarstofan náð stöðluðum endurnotkun hettuglösa, stjórnað kostnaði á áhrifaríkan hátt og dregið úr úrgangi.

Í reynd ætti að meta eðli sýnisins, næmiskröfur greiningaraðferðarinnar og öldrun hettuglasa og millileggja til hlítar. Mælt er með að koma á fót alhliða staðlaðri verklagsreglu, þar á meðal skráningu á notkun, takmörkun á fjölda endurtekninga og reglubundinni förgun til að tryggja að endurnotkun stofni ekki gæðum gagna og öryggi tilrauna í hættu.

Horft til framtíðar, með eflingu hugmyndarinnar um grænar rannsóknarstofur og hertum umhverfisreglum, mun endurnotkun hettuglösa smám saman verða mikilvæg stefna í stjórnun auðlinda rannsóknarstofa. Framtíðarrannsóknir geta einbeitt sér að þróun skilvirkari og sjálfvirkari hreinsunartækni, könnun á nýjum endurnýtanlegum efnum o.s.frv., með vísindalegu mati og stofnanavæðingu á stjórnun endurnotkunar hettuglösa í höfðrýminu mun ekki aðeins, með vísindalegu mati og stofnanavæðingu, hjálpa til við að draga úr kostnaði við tilraunir, heldur einnig veita raunhæfa leið til sjálfbærrar þróunar rannsóknarstofa.