تبدیل بافت های گیاهی به محیط های مایع (Liquid matrix) به منظور انجام آنالیز های آزمایشگاهی امری رایج است. برای این منظور دو روش اصلی Dry ashing و Wet ashing توسط محققین مورد استفاده قرار می گیرد. هر کدام از این روش ها با توجه به امکانات در دسترس، دقت مورد نیاز برای انجام آزمایش و تجربه افراد انتخاب می شود.
در Wet ashing، هضم (Decomposition and Dissolution) نمونه در دسترس با استفاده از اسید های اکسید کننده (sulphuric acid, nitric acid, perchloric acid and hydrogen peroxide) صورت می گیرد. پایه و اساس شیوه های مختلف اکسیداسیون تر (از روش های معمول اکسیداسیون تر در فشار محیط گرفته تا روش های تخصصی تر مانند گرمایش مایکروویوی در فشار بالا) در قرن نوزدهم توسعه یافت. یک امر مهم برای تولید نتایجی دقیق و قابل تکرار در روش های آنالیز دستگاهی، Decomposition کامل نمونه می باشد. تحقیقات نشان داده است که اسید نیتریک که مکررا برای این منظور استفاده می شود قابلیت تجزیه کامل مواد آلی را حتی در دمای 200˚C ندارد. حتی مخلوط هایی از H2SO4، H2O2 و HNO3 نیز در تجزیه صد در صدی مواد آلی، به طوری که هیچ بقایای آلی (Organic carbon residue) در نمونه باقی نماند، موفق نیستند. در روش اکسیداسیون تر باید به فرایند مهم Coprecipitation عنصر مورد مطالعه با مخلوط مایع نیز توجه کرد. به علت مایع بودن محیط، معرفی آلودگی های خارجی می تواند تا حد زیادی بر صحت و دقت این روش تاثیر گذار باشد. به طور کل به علت ماهیت اسید های استفاده شده در این روش، اکسیداسیون تر می باسیت تحت نظارت دقیق قرار گیرد. استفاده از ابزار و وسیل تمیز و عاری از Contamination و رعایت نکات ایمنی مانند استفاده از دستکش، عینک، محافظ صورت و انجام مراحل مختلف آزمایش در زیر هود آزمایشگاهی (Fume cupboard)، در موفقیت آزمایش تاثیرگذار خواهد بود.
در رابطه با کاربردی بودن روش Dry ashing نظرات متناقضی موجود می باشد. به طور مثال برخی این روش را در اندازه گیری غلظت های کم عناصر سنگین مشکل ساز و یا پارامتر های تجربی آن را غیر قابل تکرار می دانند. با این حال بسیاری از آزمایشگاه های سازمان های معتبر مثل AOAC International، این روش را مورد تائید و معتبر دانسته و به صورت موفقی از آن استفاده به عمل آورده اند. در واقع با عملکردی دقیق، Dry ashing توانایی تجزیه کامل یک محیط آلی (موفق تر از اکسیداسیون تر) و تولید نتایجی دقیق در اندازه گیری عناصر معمول را دارد. اکسیداسیون خشک (که در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت) ویژه گی های زیر را دارا است:
ü امکان استفاده از مقدار زیادی نمونه و در نهایت حل کردن آن در مقدار کمی از اسید.
ü محیط نمونه (Sample matrix) به شکل قابل ملاحظه ای ساده می شود و خاکستر حاصل، عاری از مواد آلی خواهد بود.
ü در مقایسه با روش اکسیداسیون تر، حجم واکنش دهنده ها کمتر و در نهایت کاربری آنها سهل تر است.
ü اسیدیته محلول نهایی تا حد زیادی تحت کنترل است. چرا که اسید به طور مستقیم به خاکستر گیاه اضافه می شود. در روش اکسیداسیون تر اسید های اضافه شده نقش تجزیه نمونه را نیز بازی می کنند. لذا نسبت بهینه ای از آن ها مورد نیاز است. این امر باعث ایجاد غلظت مجهولی از اسید در محلول نهایی می شود.
Dry ashing با محدودیت هایی نیز همراه است:
ü شیمی فرایند خاکستر سازی (Charring process) پیچیده است و امکان وجود شرایط اکسیدی و احیایی با هم در نمونه وجود دارد.
ü در هنگام فرایند Combustion دمای نمونه مجهول است و ممکن است تا چند برابر دمای کوره (Furnace) باشد. این امر موجب کاهش بازیابی عناصر مورد مطالعه خواهد شد.
منابع:
Z.Mester, R.Sturgeon, Sample preparation for trace element analysis XLI: comprehensive analytical chemistry, Elsevier, 2004
.Marcia J.Lambert, Preparation of Plant Material for Estimating a Wide Range of Elements, Sydney, 1976, 1980