Umweltmatrizen wie Fluss- oder Seesedimente können als Schadstoffsenken fungieren und komplexe Gemische von Umweltschadstoffen binden. Im Gegensatz zu nativen Wasserproben ist die Untersuchung von Sedimentproben jedoch in vielen biologischen In-vitro- oder In-vivo-Tests nicht durchführbar. Die Untersuchung dieser Matrizen erfordert daher die Übertragung der sedimentgebundenen Schadstoffe in eine (praktischere) flüssige Matrix. Dies wird in der Regel durch Extraktion erreicht. Unter Extraktion versteht man den Prozess, bei dem Bestandteile mithilfe eines Extraktionsmittels (z. B. Lösungsmittel) aus einer Matrix entfernt (extrahiert) werden. Die Extraktion ist eine häufig verwendete Methode in der ökotoxikologischen Sedimentrisikobewertung, um potenzielle, an Sedimente gebundene Schadstoffe zu identifizieren. Es stehen verschiedene Methoden mit unterschiedlichen Extraktionseffizienzen und -stärken zur Verfügung, z. B. die Soxhlet-Extraktion oder die Ultraschallextraktion. Hier bei E3T führen wir regelmäßig die Druckflüssigextraktion (PLE) mit dem BÜCHI SpeedExtractor E-916 durch, einem automatisierten Gerät zur parallelen Extraktion vorwiegend organischer Verbindungen aus verschiedenen Matrices.
Studierendenlabor
Probenvorbereitung mit dem SpeedExtractor
Die PLE ist eine effiziente Methode zur Extraktion von Analyten aus verschiedenen Matrices. Das Anwendungsspektrum ist mit dem der klassischen Soxhlet- oder automatisierten Soxhlet-Extraktion vergleichbar. Viele der diesen Techniken zugrunde liegenden Prinzipien lassen sich auch auf die Druckflüssigextraktion anwenden. Insbesondere polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), die im Zusammenhang mit der Sedimentrisikobewertung eine äußerst wichtige Klasse darstellen, können mit gleicher oder sogar höherer Effizienz aus einer Vielzahl von Matrices (z. B. Sediment oder Dieselruß) nachgewiesen werden. Der wesentliche Vorteil der PLE gegenüber herkömmlichen Verfahren liegt im geringeren Zeitaufwand und im geringeren Lösungsmittelbedarf. In der Literatur werden die Begriffe „Pressurized Liquid Extraction“, „Pressurized Fluid Extraction“ (PFE) und „Accelerated Solvent Extraction“ (ASE) synonym verwendet (wobei letzteres ein eingetragener Markenname ist).
Die PLE erweitert die Parameter Lösungsmittel und Temperatur herkömmlicher Extraktionsmethoden um den Parameter Druck. Durch Erhöhung des Drucks können Lösungsmittel über ihren Siedepunkt hinaus erhitzt werden, während sie während des Extraktionsprozesses dennoch im flüssigen Zustand verbleiben. Dadurch lassen sich stärkere Extraktionsbedingungen erzielen. Wir nutzen diese rauen Bedingungen der PLE, um bei ökotoxikologischen Untersuchungen ein Worst-Case-Szenario abzubilden.
Neben der Extraktion von Flusssedimenten wird der SpeedExtractor E-916 auch in den Bereichen Lebensmittel (Extraktion von Fett aus Fleisch, Ölsaaten, Futtermitteln, Milchprodukten, Snackprodukten usw.), Pharmazeutika (Extraktion von Analyten aus Naturstoffen, von Wirkstoffen aus Arzneimitteln und von pharmazeutischen Zusatzstoffen aus Futtermitteln) sowie Polymere (Monomerverbindungen, Oligomere oder Additive) eingesetzt.
