Name: Extraction et caractérisation des tensio-actifs de latmosphère Aérosols (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 34 s
Description: Découvrez l'extraction et la caractérisation des tensio-actifs dans les aérosols atmosphériques. Cette méthode permet de quantifier les concentrations et de mesurer les courbes de tension superficielle pour étudier la formation des nuages.

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Ce travail a été financé par SONATA, un projet commun entre l&#39;Agence française Nationale de la Recherche (ANR-13-IS08-0001) et la National Science Foundation. Christine Baduel est financé par l&#39;Agence Nationale de la Recherche française (ANR) par le biais du projet ANR-16-ACHN-0026. Les auteurs remercient aussi chaleureusement Marija Marguš, Ana Cvitesic, Sanja Frka Milosavljević et Irena Ciglenecki, de Rudjer Boskovic Institut de Zagreb, en Croatie pour l&#39;aide à l&#39;échantillonnage d&#39;aérosol à Marina Frapa, Rogoznica, Croatie.

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

Dans le protocole, toutes les étapes critiques ont été détaillées. Ils comprennent la collecte des aérosols sur les filtres, l&#39;extraction des agents tensio-actifs d&#39;eux (en utilisant une double extraction: une extraction à l&#39;eau suivie d&#39;une extraction SPE) et l&#39;analyse des extraits (tension de surface et des mesures de concentration). Pour le procédé entier, un contrôle de qualité ont été réalisés 1) par l&#39;application de la méthode d&#39;extraction et d&#39; analyse sur les filtres vierges (déviation &lt;5 mN m -1 par rapport à l&#39; eau ultra pure sur la tension superficielle et l&#39; absorbance sous la limite de détection pour la colorimétrie procédé), 2) en déterminant l&#39;efficacité d&#39;extraction et de leurs incertitudes , y compris la reproductibilité / répétabilité, le% d&#39;agents tensio - actifs extraits dans une plage de concentration, 3) en vérifiant les interférents potentiels sur la méthode colorimétrique, à savoir en vérifiant que le procédé détecte seul le type d&#39;agent tensio-actif ciblé (anionic, cationiques et non ioniques) et ne voient pas les autres comme en détail dans les références 4, 6) en vérifiant interférents potentiels des extraits d&#39;aérosol (sels inorganiques, des petits acides) sur la méthode colorimétrique comme entièrement détaillée en référence 6. À notre connaissance, la méthode d&#39;extraction pour tensio-actifs à partir d&#39;échantillons atmosphériques présentés dans cet article est actuellement le plus sélectif dans la chimie atmosphérique. En particulier, il est beaucoup plus sélectif que les simples extractions d&#39;eau réalisées dans le passé pour l&#39;enquête de ces composés. 11, 23, 24 La seconde étape d&#39;extraction est important , car il a été montré pour éliminer les composants ioniques, tels que des sels inorganiques et des petits acides organiques, qui sont en grande concentration dans les échantillons d&#39;aérosol et interfèrent avec la concentration mesurNTS. 6 Ce procédé d&#39;extraction a également été montré pour éliminer tous les agents tensio - actifs présents dans les échantillons, à la surface et dans la masse. Les extraits résultants sont assez concentrés ainsi pour permettre caractérisations précises de ces composés. Cependant, en plus des agents tensio-actifs, il est possible que d&#39;autres composés non polaires ou légèrement polaires sont extraites des aérosols atmosphériques. Par exemple, « humiques comme substances » (HULIS), qui sont généralement obtenus par les méthodes similaires 25 et, en fonction de la région d&#39;échantillonnage, pourraient être présents dans les extraits. Ces composés sont seulement légèrement tensioactif par rapport aux agents tensio - actifs caractérisés dans nos échantillons, 26, 27, 28 ainsi ne devrait pas contribuer de manière significative à la tension superficielle ou CMC mesurée. Cependant, ils sont polyacides et peuvent interférer avec le conce anionique<html> Les mesures de ntration. À l&#39;avenir, leur contribution aux concentrations tensio - actifs ( à savoir si oui ou non ils réagissent avec du violet d&#39;éthyle, le colorant utilisé pour titrer les tensioactifs anioniques) devra être déterminé. Si leur contribution est importante, des mesures supplémentaires pourraient être ajoutées à la méthode d&#39;extraction, pour éliminer, par exemple, tous les composés qui sont actifs dans l&#39;UV-Vis ou par fluorescence, qui comprendrait HULIS mais pas tensio-actifs. Jusqu&#39;à présent, aucune autre méthode pour la mesure de la tension superficielle d&#39;aérosols et de la courbe de la tension superficielle des agents de surface d&#39;aérosol que celui présenté dans ce manuscrit est disponible. La technique des gouttelettes de suspension est recommandée pour ces mesures car il est le seul nécessitant des volumes d&#39;échantillons compatibles avec des échantillons atmosphériques. techniques optiques, de mesure directement la tension de surface sur les particules de la taille du micron, sans extraction, sont en cours d&#39;élaboration. 10,ass = « xref »&gt; 20, 29 Jusqu&#39;à présent, ils ne sont applicables aux particules produites en laboratoire , mais pourrait un jour être appliqué à ceux atmosphériques. La méthode colorimétrique présenté dans ce travail pour la mesure de la concentration en agent tensio - actif a été préalablement appliquée à des échantillons d&#39;aérosols atmosphériques 11, 13, 14, 30 , mais seulement à des extraits de l&#39; eau et de ne pas doubler extraits, comme dans notre procédé. Ceci est une différence importante que, comme souligné ci-dessus, la seconde étape d&#39;extraction élimine les composés tels que les sels inorganiques et les acides organiques faibles, qui interfèrent avec les mesures de concentration. 6 Une technique électrochimique, initialement mis au point pour l&#39;eau de mer et des échantillons aqueux plus importants, a également été utilisée pour mesurer la concentration d&#39;agents tensioactifs dans atmosaérosols phériques. 31, 32 Cette méthode est relative, à savoir les concentrations d&#39;agents tensioactifs obtenus dépendent des composés de référence sélectionnés et supposons que la sensibilité de détection de l&#39; ensemble des tensioactifs est identique. La limite de détection déclarée pour cette technique est de 0,02 mg L -1 lors de l&#39; utilisation de tétra-octylphenolethoxylate comme référence, ainsi 0,03 uM, et comparable à la limite de détection d&#39;environ 0,05 uM pour les tensioactifs anioniques et cationiques , par la méthode colorimétrique. Mais en raison des incertitudes dans la détermination des concentrations totales et non-ioniques tensioactifs par la méthode colorimétrique, il serait intéressant de comparer les deux méthodes (inter-étalonnage). Quelques points dans les méthodes présentées pourraient être améliorées. Un autre colorant que le thiocyanate de cobalt qui permettrait de détecter tous les agents tensio-actifs non-ioniques et de l&#39;esprit de la même sensibilité serait très useful et réduire la principale source d&#39;incertitudes dans les mesures de concentration en cours. L&#39;efficacité d&#39;extraction pour les tensioactifs cationiques, actuellement estimé à 20%, pourrait également être améliorée, car ces composés sont souvent à la limite de détection dans des échantillons de l&#39;atmosphère. Cela pourrait se faire, par exemple, en utilisant une colonne SPE spécifique. Les extractions et les conditions de titrage pourraient être améliorées. Par exemple, en utilisant en parallèle trois différentes SPE set-up, chaque optimisé pour une classe d&#39;agents tensio-actifs, pourrait améliorer l&#39;efficacité de l&#39;extraction, et d&#39;améliorer la qualité de la procédure (moins de risques de contamination). L&#39;optimum de densité de sorbant de la cartouche de SPE pour la masse de l&#39;échantillon à analyser peut également été déterminée. Les conditions pour les réactions de titrage (pH, des additifs) pourraient également être optimisées, pour améliorer encore la sensibilité des mesures de concentration, à savoir réduire les limites de détection. <p class = « »&gt; jove_content Des essais supplémentaires ou des étapes peuvent être ajoutées au protocole d&#39;extraction d&#39;exclure les composés non tensioactifs qui peuvent avoir été extraites. Par exemple, la présence potentielle de HULIS dans les échantillons peut être étudiée par des techniques optiques (UV-Vis ou fluorescence). D&#39; autres modifications, sans pour autant améliorer la qualité de l&#39;analyse proprement dite, apporteraient plus d&#39; informations sur les tensioactifs atmosphériques, tels que l&#39; application de la présente méthode pour différentes tailles fractions ( à savoir les sous-populations) de l&#39;aérosol plutôt que sur l&#39; ensemble des particules recueillies, comme présenté ici. D&#39;autres types d&#39;analyses pourraient également être appliqués à des extraits tels que, LC / MS HR, MS en tandem, ou par RMN pour déterminer la structure chimique des agents tensioactifs ou UV-Vis absorbance, la fluorescence, ou polarimétrie, pour indiquer la présence d&#39;hautement composés conjugués ou chiraux dans les extraits.

Les nuages ​​sont essentiels dans l&#39;atmosphère de la Terre, pour l&#39;hydrologie de la plupart des environnements et des écosystèmes, et pour le système climatique. Toutefois, certains aspects de leurs mécanismes de formation ne sont pas encore compris, en particulier, les contributions des composés chimiques présents dans les particules d&#39;aérosol qui agissent comme des noyaux de condensation. Théorie 1 prévoit que les composés tensio-actifs, ou des agents tensioactifs, présents dans les particules d&#39;aérosol devraient fortement améliorer la formation de gouttelettes de nuages en abaissant leur tension superficielle, ainsi leur énergie de formation. Mais ces effets sont restés hors de portée à l&#39;observation depuis des décennies et le rôle des agents tensio-actifs sur la formation des nuages ​​est actuellement refusée par une grande partie de la communauté atmosphérique et ignoré dans toutes les enquêtes des nuages ​​et des modèles atmosphériques et climatiques. L&#39;une des raisons du manque de compréhension du rôle des agents tensio-actifs d&#39;aérosols dans la formation des nuages ​​a été l&#39;absence de méthode ISOtard et les caractériser. A la différence des échantillons provenant d&#39; autres environnements, l&#39;analyse des échantillons atmosphériques face à des défis récurrents 2 tels que le volume d&#39;échantillon très faible et de masse (ici, typiquement entre 10 et 100 pg) et de la complexité chimique (mélanges de sels, de minéraux, ainsi que de nombreux composés organiques). Pour surmonter ces difficultés et d&#39;améliorer la compréhension de l&#39;aérosol tensioactifs certains procédés ont été récemment mis au point par notre groupe à 1) extraire spécifiquement ces composés à partir d&#39;échantillons d&#39;aérosols atmosphériques, 2) déterminer leurs concentrations absolues dans la phase d&#39;aérosol et 3) déterminer leurs courbes de tension de surface dans de l&#39;eau, y compris leur concentration micellaire critique (CMC), la concentration à laquelle les agents tensio-actifs sont saturés à la surface et commencent à former des micelles dans la masse. Les dernières versions de ces méthodes sont présentées dans le présent document. D&#39;autres améliorations et d&#39;autres types de caractérisations, qui pourraient être utilisés en compà ceux qui sont présentés lement, sera discuté. Les applications récentes de ces méthodes ont déjà montré comment ces analyses peuvent améliorer la compréhension du rôle des agents tensio - actifs dans la formation des nuages, mettant en évidence ce rôle lui - même, 3 déterminer les concentrations d&#39; agents tensioactifs dans les aérosols atmosphériques 3, 4, 5, 6 et mode d&#39;action formation de gouttelettes de nuages, 3, 6 indiquant leur origine biogène, 3, 4, 7 et d&#39; expliquer leur manque d&#39;observation par des instruments classiques. 8, 9, 10

<table><tbody><tr><td>Filtres à quartz</td><td>Fioroni</td><td></td><td>par exemple &Oslash ; 47 mm ou &Oslash ; 150 mm, Grammage 85 g/m2</td></tr><tr><td>Feuilles d’aluminium ou boîtes</td><td></td><td></td> de Pétri en verre <td>cuites au four (773 K, 6&nbsp ; h)</td></tr><tr><td>Pince à épiler, ciseaux</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Déshydratant</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">SPE (Solid Phase Extraction) set-up</td></tr><tr><td>SPE collecteur à vide Ac-Elut</td><td>Varian&nbsp ;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pompe Laboxat</td><td>Knf LAB</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4"><fort>Réglage du sécheur d’azote</fort> (fait main)</td></tr><tr><td>Nirogen compressé 4.5 en bouteille B50, 200 bar à 15 &deg ; C</td><td>Linde</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tensiometer</td><td>Dataphysics</td><td>OCA 15EC</td><td></td></tr><tr><td>Tensiometer Software</td><td></td><td>SCA pour OCA version 4-4.1</td><td></td></tr><tr><td>Spectromètre UV-Vis</td><td>Agilent</td><td>8453</td><td></td></tr><tr><td>Stir-plates</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Glassware</td></tr><tr><td>Glass Boîtes</td><td></td> <td>de Petri</td><td>pour l’étape d’extraction de l’eau</td></tr><tr><td>Béchers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bouteilles en verre de 15 mL, 30 mL, 60 mL avec bouchons Tubes</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>pour SPE</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Barres</td><td></td><td></td><td></td>d’agitation magnétiques</tr><tr><td>Bain</td><td></td><td></td> à ultrasons <td>pour le lavage de la verrerie</td></tr><tr><td>Micropipettes (0,5 - 5&nbsp ; mL, 0,100 - 1&nbsp ; mL, 10 - 100 &mu ; L)</td><td>Rainin Pipette-Life XLS</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4"><fort>Petit matériel jetable</fort></td></tr><tr><td>filtres à seringue 0,45 &mu ; m PVDF</td><td>Fisherbrand</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPE C18 cartouches Strata C18-E 500 mg / 3 mL&nbsp ;</td><td>Phenomenex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seringues</td><td></td><td></td><td></td>en plastique</tr><tr><td>Aiguilles Flacons</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>de 4 mL Pipettes</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>en verre Pasteur Pointes</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr> de micropipettes<td colspan="4">Chemicals</td></tr><tr><td>Sodium dodecyl sulfate (SDS) &ge ; 98.5 % Bioréactif</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>L3771</td><td></td></tr><tr><td>Sel sodique de dioctyle sulfosuccinate (AOT) &ge ; 97 %</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>323586</td><td></td></tr><tr><td>Benzyltetradecyldimethylammonium (zéphiramine)&nbsp ; &ge ; 99,0 % anhydre Fluka</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>13401</td><td></td></tr><tr><td>Solution de chlorure de cétyltriméthylammonium (CTAC) 25 % en poids dans H2O</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>292737</td><td></td></tr><tr><td>(1,1,3,3-tétraméthylbutyl)phényl-polyéthylène glycol (Triton X114) qualité de laboratoire</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>X114</td><td></td></tr><tr><td>Éther dodécylique de polyéthylène glycol (Brij35) Fluka Bio Chemika</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>858366</td><td></td></tr><tr><td>L-&alpha ;-phosphatidylcholine de jaune d’œuf de type XVI-E poudre lyophilisée &ge ; &nbsp ; 99 %</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>P3556</td><td></td></tr><tr><td>Surfactine de Bacillus subtilis &ge ; 98 %</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>S3523</td><td></td></tr><tr><td>R-95Dd rhamnolipide (95 % dirhamnolipide, 5 % monorhamnolipide)</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>L510025</td><td></td></tr><tr><td>Ethyl violet cationic triarylmethane</td><td>colorant Sigma- Aldrich</td><td>228842</td><td></td></tr><tr><td>Patent Blue VF teneur en colorant 50 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>198218</td><td></td></tr><tr><td>Thiocyanate d’ammonium &ge ; 99 % puriss. p.a., réactif ACS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>31120</td><td></td></tr><tr><td>Nitrate de cobalt(II) hexahydraté &ge ; 98 % réactif ACS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>239267</td><td></td></tr><tr><td>Anhydride acétique &ge ; 99 % ReagentPlus</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320102</td> Acétate de <td></td></tr><tr><td>sodium &ge ; 99,0 % anhydre Réactif Plus</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8750</td><td></td></tr><tr><td>Acide éthylènediaminetétraacétique 99,4&moins ; 100,6 % Poudre de réactif ACS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E9884</td><td></td></tr><tr><td>Sulfate de sodium anhydre &ge ; 99,0 % purissed granulé. p.a. Réactif ACS Fluka</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71960</td><td></td></tr><tr><td>Poudre d’éthanol p.a. ACS Reag. Ph. Eur. 96 % (v/v)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32294</td><td></td></tr><tr><td>Acétonitrile &ge ; 99,9 % HiPerSolv CHROMANORM Reag. Gradient de grade Ph. Eur. (European Pharmacopoeia Reagent) pour HPLC</td><td>VWR BDH Prolabo</td><td>20060.32</td><td>à manipuler sous le capot</td></tr><tr><td>Chloroforme stable à 99 % avec 0,8&moins ; 1 % éthanol</td><td>Alfa Aesar</td><td>L13200-0F</td><td>à manipuler sous capot</td></tr><tr><td>Toluène > 99 %</td><td>Chimie Plus</td><td>24053</td><td>à manipuler sous capot</td></tr><tr><td>Éthanol dénaturé pour le lavage</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eau ultra-pure</td><td>Système d’eau ultra-pure Purelab Classic, Elga</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

extraction et caractérisation des tensio-actifs de l&#39;atmosphère aérosols

Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols

des composés tensio-actifs, ou des agents tensio-actifs, présents dans les aérosols atmosphériques sont censés jouer un rôle important dans la formation de nuages ​​d&#39;eau liquide dans l&#39;atmosphère de la Terre, un processus central dans la météorologie, l&#39;hydrologie, et pour le système de climatisation. Mais parce que l&#39;extraction spécifique et la caractérisation de ces composés ont fait défaut depuis des décennies, on sait très peu sur leur identité, les propriétés, le mode d&#39;action et de ses origines, empêchant ainsi la pleine compréhension de la formation des nuages ​​et ses liens potentiels avec les écosystèmes de la Terre. Dans cet article, nous présentons récemment des procédés mis au point pour 1) l&#39;extraction ciblée de tous les agents tensio-actifs à partir d&#39;échantillons d&#39;aérosols atmosphériques et pour la détermination de 2) leurs concentrations absolues dans la phase d&#39;aérosol et 3) leurs courbes de tension superficielle statique dans l&#39;eau, y compris leur Critical Concentration micellaire (CMC). Ces méthodes ont été validées avec des tensioactifs 9 références, including anionique, cationique et les non-ioniques. Des exemples de résultats sont présentés pour des agents tensioactifs présents dans les fines particules d&#39;aérosol (diamètre &lt;1 um) collectées sur un site côtier en Croatie et suggestions pour des améliorations futures et d&#39;autres caractérisations que celles présentées sont discutées.

Remarque: Avant d&#39;être appliqué à des échantillons atmosphériques, tous les protocoles présentés dans cette section ont été testés avec 9 agents tensio-actifs de référence et les courbes de tension de surface, les tensions de surface minimum et cmc obtenus sont en excellent accord avec la littérature. 21, 22 1. Les concentrations aérosols de fines (&lt;1 um de diamètre, ou « PM1 ») des échantillons ont été prélevés sur des filtres en fibre de quartz sur le site côtier de Rogoznica, Croatie en Février 2015. Ces échantillons ont été traités et extraits comme décrit dans les sections 2 et 3, respectivement, ce manuscrit. Les concentrations des tensioactifs anioniques, cationiques et non ioniques et la concentration totale en tensio - actif dans le volume d&#39;échantillon d&#39;aérosol, surf C, p (M), ont été mesurées selon la section 4. Til résultats sont présentés sur la figure 1, et la prédominance des preuves de tensioactifs anioniques et non ioniques parmi les agents tensio - actifs mesurés. 2. La tension de surface de la courbe de tension échantillon et surface pour Extracted Surfactants La combinaison de mesures de tension de surface , comme décrit dans la section 5, et les mesures de concentration, a donné lieu à des courbes de tension de surface absolue pour les mêmes échantillons, comme représenté sur la figure 2. Ces courbes indiquent la concentration en agent tensio - actif dans l&#39;échantillon d&#39;aérosol et la tension superficielle de ces échantillons ( « σ min ») et permettent de déterminer graphiquement les valeurs de CMC (figure 2). <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55622/55622fig1.jpg" /> Figure1: les concentrations en tensioactifs fines aérosols (PM1) recueillies dans Rogoznica, Croatie. Les concentrations de tensioactif anionique (en bleu), cationique (en rouge), des agents tensioactifs non ioniques (en vert) et la concentration totale en tensioactif dans la phase d&#39;aérosol (somme de chaque concentration de tensioactif), surf C, p (M), mesurées avec la colorimétrie procédé de fines (&lt;1 um) aérosols atmosphériques recueillies au niveau du site côtier de Rogoznica, Croatie en Février 2015. les résultats montrent clairement la dominance de tensioactifs anioniques et non ioniques. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55622/55622fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a> <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55622/55622fig2.jpg" /> Figure 2: Courbe de tension superficielle typique et CMC pour les agents tensio - actifs dans des aérosols à partir deRogoznica, Croatie. la courbe de tension de surface absolue pour les agents tensio-actifs dans l&#39;échantillon de 02/03/2015 obtenue en combinant la tension de surface et des mesures de concentration. Les points noirs représentent la tension de surface mesurée de l&#39;extrait d&#39;agent tensio-actif. Le point orange à la fin de la courbe représente la concentration calculée de l&#39;échantillon d&#39;aérosol (étape 4.4.6), et « σ min » sa tension superficielle. La détermination graphique de la CMC est illustré. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55622/55622fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>

Des procédés sont présentés pour l&#39;extraction ciblée d&#39;agents tensioactifs présents dans les aérosols atmosphériques et la détermination de leurs concentrations absolues et les courbes de tension superficielle dans l&#39;eau, y compris leur concentration micellaire critique (CMC).

Extraction et caractérisation des tensio-actifs de l&#39;atmosphère Aérosols

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in ...

L'objectif général de cette procédure est d'extraire tous les tensioactifs présents dans des échantillons environnementaux, tels que les aérosols atmosphériques, et de déterminer leurs concentrations ainsi que leurs courbes de tension superficielle. Cette méthode permet de répondre à des questions essentielles concernant la concentration en tensioactifs et leur comportement en termes de tension superficielle dans tous les êtres vivants. L'avantage particulier de cette technique, notamment lors de l'étape d'extraction, réside dans sa capacité à isoler les tensioactifs au sein de matrices complexes afin de les caractériser.Les implications de cette technique s'étendent à toute la compréhension de la formation des nuages dans l'atmosphère, car on s'attend à ce que les tensioactifs favorisent la transformation des aérosols atmosphériques en gouttelettes de nuage. Grâce à cette méthode, qui permet d'obtenir des informations sur les tensioactifs présents dans les aérosols atmosphériques, il est également possible de l'appliquer à d'autres systèmes, comme les échantillons de sol ou les cultures microbiennes. L'idée de développer cette méthode est née du manque de méthodes d'extraction sélective des tensioactifs dans les échantillons atmosphériques.Jusqu'à présent, seule l'extraction par l'eau a été utilisée. Immergez d'abord un échantillon de filtre préparé au préalable dans de l'eau ultra-pure pendant deux heures à six degrés Celsius dans une boîte de Pétri en verre fermée. Toutes les trente minutes, agitez la boîte de Pétri en la tenant à plat.Après avoir retiré l'échantillon du réfrigérateur, filtrez-le à l'aide d'un filtre à seringue propre. Ajoutez ensuite la solution filtrée dans un flacon en verre de 60 millilitres préalablement pesé. Ensuite, rincez la boîte de Pétri avec cinq millilitres d'eau ultra-pure.Ensuite, filtrez l'eau à l'aide du filtre à seringue et ajoutez-la à la solution dans le flacon en verre de 60 millilitres. Pesez le flacon en verre contenant la solution afin de déterminer le volume d'eau filtrée et la concentration en tensioactif. Pour l'extraction en phase solide, fixez une cartouche SPE en silice C18 sur un manifold sous vide SPE relié à une pompe.Lavez la cartouche avec six millilitres d'acétonitrile et réglez le débit à un millilitre par minute en ajustant le vide vers la pompe. Ensuite, lavez la cartouche avec six millilitres d'eau ultra-pure et arrêtez la pompe afin de maintenir le niveau d'eau légèrement au-dessus de la cartouche. Puis faites passer l'échantillon filtré à travers la cartouche SPE à un débit inférieur à un millilitre par minute.Ensuite, faire passer un millilitre d'eau ultra-pure à travers la cartouche pour le nettoyage. Sécher la cartouche en appliquant un vide plus fort sur le dispositif SPE. Ajouter un collecteur pour l'extrait d'échantillon sous la cartouche.Éluer la fraction de tensioactif adsorbée sur la colonne en faisant passer quatre millilitres d'acétonitrile à un débit inférieur à un millilitre par minute. Transférer l'extrait recueilli dans un flacon de quatre millilitres. Évaporer la solution d'acétonitrile en l'exposant à un flux doux d'azote jusqu'à obtention d'un extrait sec, ce qui prend généralement environ une heure.Ensuite, redissoudre l'extrait dans 60 microlitres d'eau ultra-pure. Après avoir dilué l'extrait de 60 microlitres dans 10 millilitres d'eau pure, ajouter 200 microlitres de solution tampon acétate, 100 microlitres de solution d'E-D-T-A, 500 microlitres de solution de sulfate de sodium et 200 microlitres de la solution de violet d'éthyle dans le flacon, en agitant la solution après chaque ajout. Ensuite, ajouter 2,5 millilitres de toluène et une barre d'agitation magnétique à la solution.Agiter la solution à 500 tr/min pendant une heure. Après avoir arrêté l'agitation et laissé les deux phases se séparer, retirer la phase supérieure de toluène à l’aide d’une pipette en verre de type Pasteur et la transférer dans un flacon de quatre millilitres protégé de la lumière pour une analyse UV-VIS. Pour établir une courbe de calibration pour les tensioactifs anioniques, préparer 12 solutions de sel sodique de dioctylsulfosuccinate ou AOT comprises entre zéro et cinq micromolaires dans l’eau et appliquer les étapes précédentes à chacune de ces solutions.Placer de 1,5 à 2 millilitres de chacune des 12 solutions d’AOT traitées dans une cuve en quartz de spectromètre d’un centimètre. Ensuite, mesurer leur absorbance à 612 nanomètres à l’aide d’un spectrophotomètre UV-VIS. Pour obtenir une courbe d’étalonnage pour les tensioactifs anioniques, tracer l’absorbance mesurée pour chaque solution d’AOT en fonction de sa concentration.Pour déterminer la concentration absolue de tensioactifs anioniques dans l'échantillon atmosphérique, mesurez l'absorbance de la solution de toluène extraite à 612 nanomètres. Ensuite, reportez la valeur d'absorbance obtenue pour la fraction anionique sur la courbe d'étalonnage des tensioactifs anioniques afin de déterminer la concentration de tensioactifs anioniques dans l'échantillon d'aérosol. Puis calculez la concentration totale de tensioactifs dans l'échantillon d'aérosol en additionnant les concentrations obtenues pour les fractions anioniques, cationiques et non ioniques.Démarrez la caméra et le logiciel du tensiomètre. Équipez une seringue d'une aiguille de 0,30 millimètre de diamètre, remplissez-la avec la solution à mesurer et placez-la sur le support du tensiomètre. Vérifiez visuellement que la pointe de l'aiguille se trouve dans le champ de la caméra.Ensuite, produisez une goutte de diamètre compris entre un et trois millimètres en poussant le piston. À l’aide du logiciel, prenez une photo ou une vidéo de la goutte avant qu’elle ne tombe. Exécutez ensuite la fonction d’analyse du logiciel pour ajuster la forme de la goutte à l’équation de Young-Laplace et obtenir une valeur de tension superficielle.Pour tracer le reste de la courbe, diluez l'extrait d'un facteur deux en ajoutant de l'eau ultra-pure, puis répétez la mesure de tension superficielle avec la solution diluée. Les concentrations de tensioactifs dans les aérosols fins prélevés sur le site côtier de Rocosnietza, en Croatie, en février 2015, montrent la répartition entre tensioactifs anioniques, cationiques et non ioniques. La combinaison des mesures de tension superficielle avec les mesures de concentration a permis d'obtenir la courbe de tension superficielle absolue pour les tensioactifs présents dans les échantillons présentés ici.Ces courbes indiquent les concentrations de tensioactifs dans les échantillons d'aérosol, la tension superficielle de ces échantillons, ainsi que la concentration micellaire critique ou CMC des tensioactifs. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 10 heures par lot d'échantillons si elle est effectuée correctement. Lors de la mise en œuvre de cette procédure, il est important de ne pas utiliser de savon pour nettoyer la verrerie et de préparer des blancs afin que la concentration et la tension superficielle correspondent.Suivant la procédure décrite, cela peut être effectué sur un extrait de tensioactif, tel qu'un lavement ou de l'ACMS, afin de tenter d'élucider la structure chimique des tensioactifs. Le développement de cette méthode permet la comparaison des concentrations de tensioactifs au CMC avec des valeurs et des paramètres environnementaux, ce qui peut servir, par exemple, à identifier leurs sources dans l'environnement en général ou leur rôle dans la formation des nuages. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment extraire des tensioactifs d'un échantillon environnemental, comme des aérosols atmosphériques, et déterminer leur concentration ainsi que leur courbe de tension superficielle.N'oubliez pas que le travail avec des solvants tels que l'acétonitrile et le toluène est extrêmement dangereux. Des précautions telles que de travailler sous une hotte aspirante et de porter des équipements de protection individuelle doivent toujours être prises lors de l'exécution de cette procédure.

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