Чтобы сразу расставить все точки над I, заметим, что мы отправляемся в мир неорганики. А точнее, команде Latifundist.com, жаждущей разобраться в ДНК аграрной науки, дали возможность побывать в одном из научных подразделений «Института здоровья растений» — лаборатории элементного анализа.

Да, это наука, и возможности самой лаборатории достаточно широки. Но вместе с тем, здесь открываются большие возможности и для агросектора. Например, надо провести анализ почвы, растений, готовой продукции и прочих веществ из мира Агро на содержание неорганических элементов — даже в самых низких концентрациях. Так вот, научным сотрудникам лаборатории это вполне по силам. И все благодаря методам элементного анализа. О нем и поговорим с научной и сервисной точек зрения.

Старший научный консультант научно-исследовательского института Владимир Малиновский сразу предупредил нас, чтобы мы не путали сервисные задачи любого из подразделений с их научным потенциалом и научными вопросами

Вы, конечно, можете сразу пропустить этот блок и начать читать о сервисном использовании метода элементного анализа в сельхозпроизводстве, но тогда вы не поймете, насколько точные ответы на свои запросы можно получить, отдав образец почвы, растения, плода и любого другого объекта на элементный анализ.

«Институт здоровья растений» не стал исключением и организовал собственную лабораторию элементного анализа. Сейчас здесь трудятся 3 научных сотрудника (для справки: весь трудовой коллектив Института пока включает 25 человек, но одновременно сообщается о вакансиях еще для 25 специалистов: химиков, микробиологов, органиков, аналитиков, лаборантов).

Во время нашего визита в лабораторию элементного анализа исследованиями как раз занимались начальник лаборатории Дина Гусарова и химик-аналитик Людмила Полонская.

В этой лаборатории определение элементного состава проводят на двух приборах: атомно-абсорбционном спектрометре с пламенной и электротермической атомизацией SHIMADZU AА-7000 и атомно-эмиссионном спектрометре параллельного действия с индуктивно-связанной плазмой SHIMADZU ICPE-9820.

Создавалась данная лаборатория с расчетом дальнейшей аккредитации на соответствие Международному стандарту ISO 17025. В настоящий момент Институт уже подал заявку на получение данного сертификата. Сам процесс сертификации, как правило, занимает от 3 месяцев до полугода. Но это не мешает Институту уже сейчас заниматься научно-исследовательской работой, а украинским аграриям — обращаться за разного рода сервисными услугами.

В научной плоскости одной из задач Института Владимир Малиновский видит выход на уровень сотрудничества с другими научными центрами и организациями — как украинскими, так и европейскими, международными. По его словам, важно общаться со специалистами из других центров, важно обмениваться опытом. Наука начинается тогда, когда результаты каких-либо исследований можно опубликовать в научных изданиях, представить на конференциях.

Тем не менее, независимо от того, сервисная стоит задача или научная, любое исследование образцов в элементном анализе начинается с подготовки проб для анализа – пробоподготовки. И химик-аналитик Людмила Полонская, руководящая данным процессом, поделилась его нюансами. Так, по ее словам, операции пробоподготовки могут быть разными. Как правило, сначала берется навеска согласно стандартизированной методике, а уже дальше с ней работают.

Ее коллега Дина Гусарова добавляет, что в пробоподготовке для элементного анализа используется кислотное разложение пробы в микроволновой системе MARS 6 или сухое озоление в муфельной печи. Время у этих операций разное: если микроволновая подготовка пробы происходит примерно за 1,5 часа (со всеми подготовительными этапами), то сухое озоление может занять до 5 дней — смотря какая проба.

После этапа пробоподготовки исследуемая проба анализируется на содержание элементов на одном из приборов: атомно-абсорбционном спектрометре или атомно-эмиссионном спектрометре. Разница между ними в том, что первый прибор может анализировать пробу на содержание только одного элемента за одно измерение, в то время как второй (имеющий более низкий порог чувствительности) — сразу на несколько. Выбор метода исследования зависит от диапазона концентраций определяемых элементов: чем ниже концентрация, тем чувствительнее метод.

Чтобы дать возможность гостям воочию оценить особенности работы лаборатории элементного анализа, Дина Гусарова и Людмила Полонская продемонстрировали, как проходит анализ листьев кукурузы с помощью атомно-эмиссионного спектрометра SHIMADZU ICPE-9820.

В данном эксперименте основные искомые элементы (количественный анализ) — это фосфор (P) и калий (K), однако инструмент позволяет видеть и другие элементы, такие, как бор (B), цинк (Zn), сера (S), магний (Mg) и многие другие в этих же образцах и в этом же эксперименте.

Для анализа взяли среднюю пробу. Образец обработали азотной кислотой (HNO₃), чтобы сжечь органику и оставить для исследования только неорганические элементы. Причем кислоты и растворители могут использоваться разные — в зависимости от методики исследования и исследуемого объекта. В дальнейшем разложение образца на элементы проводили в лабораторной микроволновой системе кислотного разложения MARS 6.

Перед началом измерений, прежде чем будет проанализирована проба, сотрудник лаборатории настраивает спектрометр, используя несколько стандартных растворов с заданной концентрацией определяемых элементов. Прибор одновременно измеряет содержание элементов по всем длинам волн в двух обзорах — аксиальном и радиальном.

При построении калибровочных графиков может быть использовано до 15 стандартных растворов с разными концентрациями элементов.

Полученный результат анализа подлежит тщательной обработке. На этом этапе важно провести корректную обработку полученных данных и сформировать достоверные результаты, что напрямую зависит от уровня знаний и компетентности аналитика, проводящего исследование. Как правило, именно этот этап является самым важным и сложным.

На основании полученных результатов исследований опытные сотрудники Института с агрономическим образованием могут дать профессиональные агротехнологические рекомендации, что позволит улучшить качественные показатели сельхозпроизводства.

Специалисты Института могут быть задействованы, при необходимости, и на этапе отбора образцов.

Уровень сервиса, предоставляемый Институтом, многогранен. Непосредственно в лаборатории элементного анализа можно определить содержание и концентрации элементов (в том числе, токсических) методами атомно-эмиссионной или атомно-абсорбционной спектрометрии – на выбор заказчика. Как говорит Владимир Малиновский, инструментарий позволяет проводить элементный анализ для широкого спектра образцов: почвы, растений, любого сырья и готовой продукции. Но важно помнить, что каждый объект анализа требует своих методов пробоподготовки.

Во время нашего посещения лаборатория как раз подготавливала образцы почвы к элементному анализу. И как уже отмечалось выше, сначала будет проба…

Однако, в лаборатории элементного анализа смогут рассказать только о неорганическом составе образца. Если же нужно взглянуть на органические составляющие, то это уже задание другой лаборатории — лаборатории масс-спектрометрии. Но это — совсем другая тема, и мы ее коснемся уже в следующем выпуске. Не пропустите.