Próbki środowiskowe zazwyczaj nie są jednorodne, dlatego też koniecznym krokiem ich obróbki jest homogenizacja. Procedury homogenizacji dla wielu matryc i zawartych w nich analitów są ustalone i zawsze przebiegają w ten sam sposób. Zapewnia to powtarzalność i porównywalność badań przeprowadzanych w różnych laboratoriach i w różnych odstępach czasu. Jak zatem może przebiegać homogenizacja?
Czym dokładnie jest homogenizacja próbek?
Homogenizacja próbek to ich ujednolicenie, które zazwyczaj polega na stworzeniu jednorodnej mieszaniny dwóch substancji (lub większej ich ilości), które nie mieszają się ze sobą. Może także polegać na roztwarzaniu stałej matrycy, zawierającej anality, tak, aby przybrała ona formę ciekłą, możliwą do przeanalizowania wybraną metodą.
Próbki homogeniczne w wielu metodach badawczych
Homogenizacja próbek jest niezbędnym krokiem podczas wielu badań środowiskowych, w których opracowane metody badań instrumentalnych wymagają wykorzystania próbek ciekłych. Jest stosowana między innymi w celu wprowadzania niewielkich objętości próbek do eluentów w wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) lub podczas badań wykorzystujących spektrometrię mas z jonizacją w plazmie (ICP-MS). Również inne metody, takie jak absorpcyjna spektrometria atomowa (AAS), spektroskopia Ramana czy spektroskopia w zakresie UV-Vis lub IR mogą wykorzystywać roztwory, które wymagają homogenicznej warstwy.
Homogenizacja nie jest konieczna, jeśli mamy możliwość przeprowadzenia badań bezpośrednio ze stałej matrycy.
Homogenizatory laboratoryjne
Homogenizacja może odbywać się ręcznie albo w sposób zautomatyzowany. W większości nowoczesnych laboratoriów, z uwagi na dużą ilość próbek, które muszą zostać poddane temu procesowi, stosuje się sprzęt chemiczny do homogenizacji próbek.
Homogenizatory laboratoryjne często mają postać specjalnych mieszadeł, które pozwalają na ujednolicenie roztworu. Przykładem może być kompaktowy homogenizator laboratoryjny MIXWEL, który pozwala na swobodne dopasowanie mocy do matrycy. Jednocześnie posiada bardzo kompaktowe rozmiary, które ułatwiają jego ustawienie w laboratorium. Jest przy tym bardzo stabilny i nie generuje wibracji, dzięki czemu obok niego może znaleźć się wiele innych urządzeń. Posiada niski poziom hałasu, dzięki czemu nie przeszkadza w pracy laboratoryjnej.
Homogenizacja mokra z wykorzystaniem stężonych kwasów i wysokiej temperatury
Innym rodzajem homogenizacji jest ta, która przeprowadzana jest w specjalnie skonstruowanych w tym celu, teflonowych pojemnikach, odpornych na działanie silnych kwasów i wysokich temperatur oraz ciśnień. Wprowadza się do nich próbki stałe o trudnej do mineralizacji i homogenizacji matrycy, które następnie poddawane są działaniu silnych kwasów, w tym również kwasów utleniających. Często proces prowadzony jest pod zwiększonym ciśnieniem i temperaturą, co zapewnia szybsze jego prowadzenie. W efekcie powstaje zmineralizowana, jednorodna próbka, która może być następnie badana wieloma metodami, w tym elektrochemicznymi.
