微波消化指南.doc

MILESTONE CHINA重要资料，一、微波消解仪安装使用注意事项Milestone提供的微波消解系统为实验室专用设备，需要严格的实验室的基本条件，单相电源220伏、2.5千瓦电力，电源中严格要求有地线，在房间中有通风柜，旁边有冷却用自来水池，排废气用的管道。仪器放在坚实的工作台上,工作台可放在通风柜旁，仪器不要放在通风柜中。为了让用户更好地使用仪器，建议用户看下列说明并严格接受使用前培训。l 清洗重要原则：除TFM Teflon 盖子和TFM/PFA Teflon容器外，不要使用任何有机试剂和酸清洁或干燥转子任何部件，盖子和TFM容器不要使用硬毛刷清洗内壁。在加试剂和样品之后，观察容器杯上沿和TFM盖子上无任何溶液粘污，如有的话，可能会造成容器口热变形，因此要求用棉花等物擦干它，同时尽量不要将盖好的容器倒转，放转子于微波炉之前，建议用棉花或毛巾擦干转子每一个单元，确保无水在容器外面。不要用冰水冷却已被微波加热的转子，以防突然损坏安全屏蔽单元。在赶酸时，可把容器放在有温控的电热板上加热。其温度设置参考各种酸的沸点。l 是否考虑使用试剂的最小体积？在1号容器中要考虑温度传感器套管头的位置，推荐它要浸入液体1厘米，我们推荐使用最小体积7ml-8ml，否则，陶瓷管表面易被毁坏，影响温度传递。其它容器中液体体积可以根据样品情况确定，但要求总体积匹配。如为水样，最大体积50ml（标准100ml容器）。l 空白试剂想参加消解怎么办？我们不推荐或不允许把纯酸放在1号控温、控压容器中，1号应该严格放入样品，并要求有代表性，并加入需要剂量的酸。空白试剂（使用的酸）放入其它位子。l 样品的大小，形状有限制吗？为了获得好的消解效果，建议样品小如：0.5mm*0.5mm*0.5mm,浸入试剂中，不要将样品飘在液面上，特别金属样品。l 使用温度传感器时注意什么？确保转子旋转时，传感器不会跑出，要求插紧灰色圆锥帽。如传感器易被拉出，该传感器必须要求修理，方可使用。同样传感器在使用时，其在灰色圆锥帽内旋转自如，否则要求检查出原因，方可使用。l 如有压力传感器的用户，如何使用？压力传感器是用户监测压力、控制消解样品微波能量的传感器，配合温度传感器，能发现样品消解中压力与温度的关系，可避开压力过高的情况发生。由于压力传感器的结构特点，消解完成后，要打开上端的接口，有时不方便使用，当你了解样品的情况后，可以用塞子堵住主控盖上的压力口。有的用户由于不正确的使用，使压力传感器导管接口螺纹损坏，造成泄漏（可从接口端看出，有黄色斑点），压力失控，损坏高压罐。工程师提醒：建议备用一无压力控制接口只有温度控制的盖子。旋转螺丝时，必须使用公司配套的专用塑料扳手，当扳手打滑时不要再继续扳动，绝对不可以使用金属板手，否则损坏螺纹。当压力传感器装上后,应避免多次拆卸（工程师提醒，装上压力管螺丝后，不要再取下）,即使温度已经下降到室温, 因压力较高，不容许旋转压力管上的螺丝。我们建议把工作台放在门口,先用力矩扳手打开容器盖，释放容器内气体(先取下温度传感器),然后从仪器腔体上方取下压力传感器导管,这样可避免液体从传感器上口喷出。l 同时有温度和压力传感器的用户，注意什么？首先明确，微波加热，只能使用一种传感器控制，另一为监视监测，到达预定条件时，将停止微波工作，在功能设置上，要求不能去除：twist 功能。l 转子上的压力螺丝拧紧到什么程度？使用公司提供的力矩扳手，当旋紧后听到第一声后“咔”，表示已经到位，马上停止旋转，确保所有罐盖有同样压力。力矩扳手使用时应保持水平，高压罐保持垂直。l 在转子的表面看到黄色等的斑点，或在护套管上有黑色斑点，为什么？有的用户使用后，转子进行水冷，当马上消解第二批样品时，没有用毛巾等把它们表面的水吸干，当微波加热时，局部受热所致，不影响使用，但会影响转子使用寿命。l 有的用户发现在盖子和容器接口之间有变形或黑斑，为什么？原因为加入样品和试剂后，在盖子和容器间有粘污的样品和试剂，局部严重受热所致，因此要求擦干容器的边缘。l 消解样品过程中的禁忌？严禁消解危险的易燃易爆的有机试剂或包含这些试剂的样品（如酒精，易燃油），如要按消解方法消解，可先蒸发试剂，再消解。杜绝大量使用高氯酸消解样品罐。对未知的方法研究，要考虑消解的可行性，拒绝盲目的使用微波消解系统。l 温度传感器好坏判断？如为T640,可从温度信号图上看出：如图形不稳定，要求检查传感器陶瓷管好坏，并正确更换。如信号图上有0/1367的突变，建议更换温度传感器。l 何时检查更换安全弹簧片？当安全弹簧片厚度小于7.3mm时，建议更换，检查方法：使用公司提供的专用测试工具。l 样品参加消解时如何放置？样品放置的原则是尽量保持平衡，如五个样品的放置可以采取隔一个放一个，尽量不要将主控罐放在其它罐子中间，防止由于主控罐吸收微波少导致温度不均匀其它罐子泻压。l 消解中样品和空白的把握？样品和空白原则上应该保持一致，如样品加了45毫升水和5毫升硝酸，那么空白也要加入45毫升纯净水和5毫升硝酸，如果不一致很容易导致主控罐和其它罐温度不一致而产生泻压。二、简单故障排除当仪器使用中出现故障时，你应该做好记录，及时反馈给公司的技术工程师，他们会为你解决。简单故障的排除：1. 仪器不能打开工作：查电源线旁16A保险丝、外接电源220V，内部安全开关。2. 无微波发射，即不加热：控制内部保险丝、磁控管热丝无电，主要内部电路。3. twist error，可能底部旋转马达和控制有问题，一般为马达杆上有油灰尘。有时可能为当地电源电压低于205V，也有的仪器长时间使用，灰尘等使转子下的白色珠转动不灵活。4. 加热不均匀：可查内部微波搅拌器。5. 热电偶传感器过热：检查热电偶接地、仪器接地线。6. 有连续的报警声：温度传感器未正常接好。7，如为红外光纤，注意光纤测温头要干净。三、样品的微波消解方法有机样品的微波酸消化有机样品包含食品、饲料、纺织品、植物药材、生物等。硝酸是大多数用于消化有机样品的氧化试剂，反应式为x2+H2O金属被转换进入硝酸中，用于样品分析。在用于带ATC-400CE自动控温装置的ETHOS的微波仪中，设置消化温度140，如含碳高的样品，温度会要求较高（糖、小麦等）。150或更高含量蛋白质样品（血清、白蛋白等）。170或更高为多脂肪样品（植物油、奶酪、黄油等）根据不同的材料设置不同的温度。对于有机样品也必须控制其重量：有机样品脂肪含量小于75%脂肪含量大于75%小于0.5g,MDR1000/6S小于0.25g小于1g,MDR1000/6S小于0.5g4-8ml硝酸,1-2ml双氧水。对于无自动温度控制的微波酸消化，请参考MILESTONE推荐的程序，对于公司提供的程序，应用中要根据样品量适当修改时间。微波消化环境样品1， 3015方法（水样）：样品量45ml；对ICP/火焰原吸时，用2.5ml硝酸和2.5ml盐酸或5ml硝酸，在火焰、石墨炉、ICP、ICP-MS中；微波消化时间20分钟；温度在10分钟内到达160，在165-170保留时间10分钟。2， 3051方法（沉淀物、金属碎片、土壤、油）：样品量0.5g；10ml硝酸试剂；酸滤取方法；微波消化时间10分钟；在5.5分钟内到达170，170-180保留平衡10分钟。3， 3052方法（有机材料、二氧化硅）：样品量1g；9ml硝酸，3ml氢氟酸试剂；选择性加盐酸（Ba,Sb,Fe,Al）；双氧水（有机样品）；水，（使反应较慢释放热量）；目标是分解样品。微波消化时间15分钟；在5分钟内到达180，175-185保留平衡10分钟。无机样品的消化包含金属，合金，氧化物，金属矿石，岩石，矿渣，陶瓷其相似于传统方法：对于困难的样品，需要大于200和较高的压力转子例如：1g沙子样品加4ml氢氟酸和1ml硝酸的消化程序为：1，10分钟/650瓦，2，10分钟/350瓦（该方法适用于没有温度传感器的老式机型）其他可参考由麦尔斯通提供的方法。四、微波消解中常用酸介绍微波消解中常用酸通常分为两类: 非氧化性酸，如盐酸,氢氟酸,磷酸,稀硫酸和稀高氯酸; 氧化性酸，如硝酸,热浓高氯酸,浓硫酸和过氧化氢.硝酸硝酸有以下特性: 65%浓度沸点为120C; 浓度小于2M时，氧化能力较弱;随着浓度和反应温度的增加，氧化能力增强; 氧化有机物的典型酸，反应式如下: (CH2)X + 2HNO3 - CO2(g) + 2NO + 2H2O; 溶解大多数金属硝酸盐， Au和 Pt例外 (不能氧化) ， Al, B, Cr, Ti和Zr例外 (钝化); 这些金属要求混酸或稀硝酸; 经常与H2O2, HCl和H2SO4混用； 高纯度经常用于痕量分析.以上为微波加热过程中硝酸的温度压力曲线.注意：压力为25bar时,温度为225C.过氧化氢过氧化氢是氧化剂 (2H2O2 - 2H2O + O2); 与硝酸混合可减少含氮蒸汽，通过增加温度加速有机样品的消解过程.典型混合比例是HNO3:H2O2= 4:1 (体积/体积).盐酸盐酸有以下特性: 与 20,4% H2O混合后恒沸点为110C; 38% 浓度; 溶解弱酸盐 (碳酸盐,磷酸盐)及大多数金属，AgCl, HgCl和TiCl例外; 过量HCl可提高AgCl的溶解能力,使之转换为AgCl2-; 强配位能力; 由于溶液中可成为氯化物的特性而广泛用于铁基合金; 其他可用于Ag (I), Au (II), Hg (II), Ga (III), Tl (III), Sn (IV), Fe (II) and Fe (III); 不溶解Al, Be, Cr, Ti, Zr, Sn和Sb的氧化物;Ba和Pb的硫酸盐,II价氟化物, SiO2, TiO2和ZrO2.以上为微波加热过程中盐酸的温度压力曲线.注意：压力为25bar时,温度为205C.氢氟酸氢氟酸有以下特性:酸消解 40%浓度时沸点为108C; 非氧化性,强配位能力; 用于消解矿物,矿石,土壤,岩石甚至含硅蔬菜; 按以下反应，主要用于消解硅: SiO2 + 6HF - H2SiF6 + 2H2O; 经常与HNO3 或 HClO4混用.蒸发/浓缩 样品溶解后,为避免损坏仪器或重新溶解不溶氟化物，很多分析要求去除HF; 很多分析如 As, B, Se, Sb, Hg和Cr可能挥发.配位 可通过加入硼酸去除溶液中的HF; 发生以下反应: H3BO3 + 3HF - HBF3(OH) + 2H2O and HBF3(OH) + HF - HBF3 + H2O; 10-50倍过量硼酸加快反应速率.以上为微波加热过程中氢氟酸的温度压力曲线.注意：压力为25bar时,温度为240C.硫酸硫酸有以下特性: 98%浓度的硫酸沸点为340C,高于TFM罐子的最大工作温度; 为避免罐子损坏应仔细关注反应; 通过脱水反应破坏有机物; 很多硫酸盐是不可溶的(Ba, Sr, Pb).以上为微波加热过程中硫酸的温度压力曲线.注意温度被控制在300C (仅1分钟),没有任何压力增加.很明显，在MDR转子中使用浓硫酸是不适宜的.300C是TFM罐子的临界温度，对PFA罐子来说温度过高(该温度下将熔化).所以，建议使用硫酸时应进行严格的温度控制.高氯酸高氯酸以下特性: 72%浓度时沸点203C; 热且浓的高氯酸是强氧化性酸; 与有机物反应迅速，有时爆炸; 经常与硝酸混用用于有机物消解; 所有高氯酸盐可溶，KClO4除外; 在密闭微波罐体中，高氯酸在 245C分解，产生大量气体副产品和大量压力.警告当使用高氯酸时应特别注意.不要完全使用高氯酸消解有机样品.当温度不超过200C 时可用高氯酸消解无机样品，高氯酸体积应小于整个溶液体积的20%（体积/体积）.王水王水有以下特性: 盐酸和硝酸以3:1 (体积/体积)混合; 产生NOCl（亚硝酰氯）,加热时分解成NO和Cl2; 溶解贵金属; 必须现制并立即用完,否则将变成氯气使罐体过压以上为微波加热过程中王水的温度压力曲线.注意：压力为25bar时,温度为200C. 五、微波萃取/消解仪注意事项1 消解时所用试剂总量不小于8ml，不足部分可用去离子水补足（具体应用方法参见应用报告手册）2 内罐使用前可用5%硝酸溶液浸泡以保持洁净3操作前确认罐体外壁无水珠，以免加热过程中吸收微波能量4力矩扳手拧紧罐体时，只需听见第一声响声即表示罐体已拧紧，忌重复拧紧5实验完毕开罐时应在通风橱中完成，由于罐中有酸气，开罐时应小心缓慢6罐体可在水中进行冷却，注意水位线不要越过外罐高度，否则可能污染样品7软件上的微波功率可依照以下选择（适用于ETHOS D型）： 3个或3个罐子以下 500W 4-8个罐子 700W 8个或8个罐子以上 1000W 以上只是经验参数，由于本机可自动调节功率，所以以上参数只是该阶段中的最大能量，并不表示实际能量，仪器将根据反应情况选择实际功率，可从屏幕上读出8罐子放入腔体中时最好位置对称，以免罐子在腔体中倾斜导致能量不均*切不可直接用于易燃易爆样品（包括含有挥发性溶剂的样品）的消解！六、微波消解仪操作规程1， 目的：规范操作流程，保证仪器正常使用。2， 要求：规范使用人员，保证微波处理样品符合实验室管理要求。3， 操作步骤：一， 检查仪器运行正常。二， 检查转子是否干净，容器已经清洗。三， 用天平称样，如，0.1g。四， 在通风厨中，加消解用试剂，总试剂量要求至少8ml，盖好盖，插入保护套中，放上安全弹簧片，再放入转子架中，架子定位到工作台上，用力矩扳手旋转架上螺丝，听到一声“嘎”，表示到位。为了保证转子能稳定旋转，在消解较少瓶样品时，可放入空架到转台上。主控瓶插入温度传感器后放在架台的1号位置，并连接。确认温度传感器不会扭曲。五， 关上门，根据样品，开始编写程序。样品消解程序参考提供的方法，如下例：只写有用程序。步数时间功率温度T1100：05：00600160200：03：00800210300：15：00600210Vent 冷却10min六， 按START,开始程序。七， 结束后，可用水快速冷却，或自然冷却。一般情况下温度到45以下时开盖，为了适合分析，进行蒸酸或定容。八， 清洗容器，为下次准备微波溶样。七、微波消解仪的维护规程1， 仪器维护人员必须经过仪器公司的培训。2， 仪器外壳可用中性试剂清洗，或用软布蘸去离子水清洗，水不得进入仪器内部。3， 仪器内壁有酸等试剂时，及时用软布和水清洗干净。4， TFM容器和盖子清洗：用1：1的硝酸浸泡12小时，再去离子水冲洗。如有结垢，可用软布擦洗。也可在容器中装50ml的去离子水，编写下列程序，5min、600w，160度，再15min，600w，160度，运行消解程序。倒去水，并用去离子水清洗。自然干燥，或在烘箱中120度下烘干。5， 转子上除容器以外，其它部件使用去离子水擦洗，同时保持干燥，方可使用。6， 对安全弹簧片，使用检测工具检测，必须正常。7， 主控盖使用时，一定不容许有泄漏的情况发生，如有，请及时更换盖子等。8， 温度传感器检测正常。9， 对容器保护套使用后，可能有黄色痕迹，是硝酸引起，用后及时清除，不会影响使用。10， 及时作好维护记录，备案。八、微波消解安全规程1，Milestone提供的微波消解系统为实验室专用设备，需要严格的实验室的基本条件，单相电源220伏、2.5千瓦电力，电源中严格要求有地线。2，在房间中有良好的通风柜，旁边有冷却用自来水池，排废气用通风管道。3，仪器放在坚实的工作台上,工作台可放在通风柜旁，仪器不要放在通风柜中。4，使用人员必须经过仪器使用培训。5，仪器使用前必须确认下列配件正常：温度传感器连接正常，主控罐盖无损坏现象。6，消解试剂严格按危险品管理执行。7，工作中出现问题，仪器立即停机，查明原因后，并解决，方可使用。同时备案，报主管领导。8，凡对仪器维护清洗时，必须关闭电源，并拔掉电源线。9，消解使用的容器在变形，损坏等情况下，不允许再使用。10，容器清洗按公司要求进行。11，样品消解程序按样品要求进行。12，仪器出现故障时必须通知仪器公司，请求维修，不许修改内部任何部件，防止增加安全隐患。九、消解转子的保养总的原则: 不要用任何有机溶剂清洗或干燥转子的任何部分，TFM罐子除外. 在将转子放入腔体前用纸或布将转子内外檫干净.任何潮湿和酸溶液都会被微波加热导致有可能损坏转子部件.尤其是内外罐间存在水分和酸溶液时损坏更容易发生. 停止加热后不要用冰冷却罐体，以免剧烈降温损坏外罐. 建议使用以下过程清洗罐子1、快速清洗过程1. 每个罐中加8 mL HNO3 ;2. 不装样品，运行一个消解程序：3. 冷却并打开罐子;4. 用双蒸水清洗罐子.2、“US EPA” 推荐清洗程序这里简要描述美国EPA推荐的部分微波消解环境样品的清洗程序.1. 将TFM和PFA部件放在80-120C 1:1亚蒸馏 HCl过夜;2. 用双蒸水冲洗;3. 在80-125C 1:1亚蒸馏HNO3过夜;4. 用双蒸水冲洗;5. 双蒸水浸泡;6. 无烟无颗粒环境下干燥.3、安全弹簧片长时间消解和使用后，HTC安全弹簧片会变薄.安全弹簧片的寿命取决于转子的工作条件(压力,温度).新的弹簧片厚度为8,0 mm.如果弹簧片厚度减少0,7 mm,需要进行更换.Milestone将提供一个特殊的聚丙烯工具（P/N 40053）来检查弹簧片厚度.如下图所示，狭缝宽度7,3 mm;如果安全弹簧片能轻易通过该狭缝，则证明该安全弹簧片应予以更换.+警告当弹簧片的厚度小于7,3 mm时应予以更换.如果继续使用该弹簧片可能引起其他部件的损坏.4、HTC垫片, TFM盖子, TFM套环和TFM罐子HTC垫片, TFM盖子, TFM套环和TFM罐子(如下图所示)如果被正确使用将不会变形.只有当它们损坏或变形时才需更换.每次消解前应检查以上部件.5、压力螺丝转子上的压力螺丝(如图)会有一点不光滑.Milestone技术工程师可用一个适当的不锈钢工具来重制螺纹.6、外罐长时间高温加热条件下外罐可能有一点膨胀.寿命估计为很多次消解.检查外罐底部是否有变形 (约2 cm深).放两个外罐在一起可明显看出变形应予以更换(如图).如果常用HNO3消解样品,外罐的上部可能呈现桔色,这是HNO