नमुन्यांमध्ये समानरीत्या वितरित केलेल्या कणांवरच अवलंबून असते की आपल्याला विश्वासार्ह प्रयोगशाळा निकाल मिळतील किंवा नाही, जे योग्य प्रकारे मिश्रित केल्यानंतर शक्य होते. जेव्हा शास्त्रज्ञ जुन्या पद्धतीच्या पॉर्सेलेन मोर्टार आणि पेस्टलचा वापर करून हाताने गोष्टी बारीक करतात, तेव्हा त्यांना कण किती बारीक किंवा खडतर बनत आहेत हे जाणवते. ज्या गोष्टी जास्त उष्णतेला बुडू शकतात किंवा बदलू शकतात त्यांच्यासाठी ही हाताळणी फार महत्त्वाची ठरते, ज्यामुळे नवीन साधने उपलब्ध असूनही अनेक संशोधक अजूनही या पद्धतीला प्राधान्य देतात. 2022 मध्ये ACS Sustainable Chemistry च्या लोकांनी यावर लिहिले होते, ज्यात त्यांनी याचे नमूद केले होते की यांत्रिक ग्राइंडर केव्हाकेव्हा नमुन्याचे विघटन करण्याऐवजी त्याचे 'शिजवणे' करतात.
विविध नमुन्यांदरम्यान संदूषण होणे टाळण्यासाठी पॉर्सेलेनची चिकट, अपारग्राही प्रकृती महत्त्वाची आहे, जे ISO 17025 मानदंड पूर्ण करणाऱ्या प्रयोगशाळांसाठी खूप महत्त्वाचे आहे. प्रक्रियेदरम्यान ग्लेझ केलेले पॉर्सेलेन अम्ल किंवा क्षाराशी रासायनिकदृष्ट्या प्रतिक्रिया दर्शवत नाही, जे एगेट आणि स्टेनलेस स्टील दावा करू शकत नाहीत. या विश्वासार्ह कामगिरीमुळे, बहुतेक औषध निर्मिती प्रयोगशाळा API पावडर तयार करण्यासाठी पॉर्सेलेनचा वापर करतात. सामग्रीवर केलेल्या काही अलीकडील चाचण्यांनी हे समर्थन केले आहे, ज्यामुळे उद्योगातील पाचपैकी चारपेक्षा जास्त प्रयोगशाळांनी पॉर्सेलेन साहित्यावर संक्रमण का केले याचे कारण स्पष्ट होते.
वनस्पती अर्क किंवा पाणी असलेले क्रिस्टल सारख्या संवेदनशील गोष्टींबाबत आल्यावर, हाताने वाटण्याची पद्धत नमुन्यांची संपूर्णता राखण्यात खरोखर चांगली कामगिरी करते. यांत्रिक वाटणी यंत्रांची समस्या असी आहे की घर्षणामुळे उष्णता निर्माण होते. अभ्यासात असे दिसून आले आहे की जवळजवळ दोन तृतीयांश प्रसंगी ही उष्णता 40 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त जाते, आणि नमुन्यातील रासायनिक प्रक्रियेवर अशी उबदारपणा परिणाम करतो. पोर्सेलेन वेगळे आहे कारण ते उष्णता इतकी चांगली वाहत नाही, म्हणून प्रक्रियेदरम्यान तापमान इतके वाढत नाही. 2023 मध्ये संशोधकांनी पद्धतींची तुलना करून चाचण्या घेतल्या आणि एक्स-रे विश्लेषणासाठी नमुने तयार करताना हाताने वाटल्याने निकाल जवळजवळ 22 टक्के अधिक शुद्ध मिळतात हे आढळून आले. भूवैज्ञानिक संशोधनात जिथे नमुन्याच्या गुणवत्तेला सर्वात जास्त महत्त्व असते, तेथे याचा खरोखर फरक पडतो.
प्रयोगशाळा-दर्जाच्या पोर्सेलेनमध्ये कॅओलिन (40–50%), फेल्डस्पार (25–35%) आणि क्वार्ट्झ (20–30%) असतात. 1,300–1,400°C तापमानात भाजल्यानंतर, या मिश्रणामध्ये काचेसारखी रचना तयार होते, ज्यामुळे 0.5% पेक्षा कमी सूक्ष्म छिद्रे असलेली घन रचना तयार होते. 2023 च्या द्रव्य विश्लेषण अहवालानुसार, ही जवळजवळ शून्य सूक्ष्म छिद्रे असलेली रचना नमुन्याचे शोषण रोखते आणि दळणादरम्यान शुद्धता राखते.
7–8 मोहस कठोरता असलेले पोर्सेलेन बोरोसिलिकेट काचेपेक्षा (5.5) किंवा अॅक्रिलिकपेक्षा (2–3) अधिक घासून निघण्यास चांगले प्रतिरोधक असते. pH 1–14 पर्यंत अ‍ॅल्युमिना-सिलिकेट मॅट्रिक्स रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय असते आणि कार्बनिक द्रावकांना प्रतिरोधक असते, ज्यामुळे क्रोमॅटोग्राफी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुप्रयोगांमध्ये नमुन्याची अखंडता राखण्यासाठी हे आदर्श आहे.
पोर्सेलेनचा कमी उष्मा प्रसरण गुणांक (4.5 × 10⁻⁶/°C) उष्माक्षेपी प्रतिक्रियेदरम्यान फुटण्याचा धोका कमी करतो. 1,000°C पर्यंतचे तापमान सहन करण्याची क्षमता असल्यामुळे, ते 80°C वर विकृत होणार्‍या पॉलिमर साधनांपेक्षा चांगले कामगिरी करते. ही स्थिरता कॅल्सिनेशन किंवा अ‍ॅशिंग सारख्या डाउनस्ट्रीम प्रक्रियांना साधनाच्या अपयशाशिवाय समर्थन देते.
मोत्याचे मोर्टार आणि पेस्टल ही सामग्री तुकडे करण्यासाठी खालच्या दिशेने दाब आणि बाजूने घासण्याच्या हालचालींचे संयोजन करून कार्य करतात. जेव्हा कोणी पेस्टलवर दाब आणते, तेव्हा जमिनीवरील सामग्रीतील क्रिस्टल स्वरूपांचे फुटणे होते. एकाच वेळी, पेस्टलच्या पृष्ठभागावर पुढे-मागे सरकवल्याने या आधीपासूनच तुटलेल्या तुकड्यांचे अधिक लहान तुकडे केले जातात. गेल्या वर्षी जर्नल ऑफ मटेरियल्स प्रोसेसिंगमध्ये प्रकाशित झालेल्या संशोधनानुसार, फक्त खाली दाब आणि बाजूने घासणे यापैकी एकाच वेळी करण्यापेक्षा हे संयुक्त तंत्र जवळपास 40 टक्के चांगली सातत्यता निर्माण करते. मोतीचे विशेष प्रभावी असण्याचे कारण म्हणजे त्याची खरखरीत आतील सतह ज्यामध्ये लहान घासणारे ठिकाण असतात. मोहच्या पायमाऱ्यावर 6 किंवा त्यापेक्षा कमी रेटिंग असलेल्या सामग्री घासण्यास हे मदत करतात, त्यात मिश्रणात कोणतेही धातू कण जोडले जात नाहीत, जे विशिष्ट उपयोगांसाठी शुद्धता महत्त्वाची असताना खूप महत्त्वाचे असते.
| साहित्य | सरासरी साध्य झालेला कण आकार (µm) | दूषणाचा धोका | उष्णतेच्या स्थिरतेची मर्यादा |
|---|---|---|---|
| पॉर्सिलेन | 15-20 | हलकी | 450°C |
| अगेट | 10-15 | कोणताही नाही | 300°C |
| स्टेनलेस स्टील | 25-50 | उच्च (Fe, Cr आयन) | 800°C |
अगेट अधिक बारीक पावडर प्राप्त करते, तर पॉर्सेलेन कामगिरी आणि टिकाऊपणाचे संतुलन राखते—अगेटच्या 85% कार्यक्षमता प्रदान करते आणि धक्का दुर्बलतेच्या संदर्भात 50% अधिक प्रतिरोधकता देते. उष्णतेसंवेदनशील नमुन्यांसाठी, पॉर्सेलेन वाटण्याच्या दरम्यान तापमानातील वाढ 12°C पेक्षा कमी ठेवते, ज्यामुळे धातूच्या प्रणालींमध्ये सामान्यतः येणाऱ्या उष्णतेच्या समस्या टाळल्या जातात.
कुशल तंत्रज्ञ ±5% कण आकाराची एकरूपता साधतात, तर नवशिक्यांमध्ये ही एकरूपता ±18% इतकी असते. योग्य तंत्रामध्ये समावेश आहे:
प्रयोगशाळा सेटिंग्जमध्ये अयोग्य स्वच्छतेमुळे 72% दूषण घटना घडतात. शुद्धता राखण्यासाठी:
ASTM C242-22 नुसार, तापमानातील अचानक बदलामुळे पॉर्सेलेनच्या फ्रॅक्चर प्रतिरोधकतेत 40% ने कमी होते. मुख्य हाताळणी पद्धतींमध्ये समावेश आहे:
हस्तचालित पॉर्सेलेन ग्राइंडिंग तीन महत्त्वाच्या परिस्थितींमध्ये उत्कृष्ट आहे:
स्वयंचलितीकरणाच्या व्यापक प्रसारांकडे अंगुली न टाकता, २०२४ च्या प्रयोगशाळा सुसज्जतेच्या सर्वेक्षणात असे दिसून आले की ८३% औषध गुणवत्ता नियंत्रण प्रयोगशाळा अंतिम API तपासणीसाठी मृद्पिंडाच्या खापराचा वापर करतात.
प्रक्रिया दरम्यान औषधीय संयौगांना दूषित होण्यापासून रोखण्यासाठी मऊ मातीच्या (पॉर्सेलेन) साधनांचा उपयोग करणे महत्त्वाचे आहे, जे औषधांच्या कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने खूप महत्त्वाचे आहे. या साधनांमध्ये रासायनिक प्रतिक्रिया होत नाही, त्यामुळे आस्कॉर्बिक अ‍ॅसिड सारख्या सोल्व्हंट शोषून घेणाऱ्या पदार्थांच्या वाटण्यासाठी ती उत्तम आहेत, ज्यामुळे अवांछित ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया होत नाहीत. 2022 मध्ये जर्नल ऑफ फार्मास्युटिकल इनोव्हेशनमध्ये प्रकाशित झालेल्या संशोधनाचा विचार केला, तर शास्त्रज्ञांना हाताने वाटण्याच्या पद्धतीबद्दल एक मनोरंजक गोष्ट आढळून आली. उष्णतेस संवेदनशील असलेल्या सक्रिय औषधी घटकांमध्ये कणांच्या आकाराच्या वितरणात सुमारे 15 टक्के सुधारणा झाल्याचे त्यांनी निरीक्षण केले. शरीरात औषधाचे परिणाम किती अपेक्षित असतील यावर ही एकरूपता खरोखरच फरक पाडते.
अनेक भूशास्त्रज्ञांना XRF आणि XRD चाचण्यांसाठी खडकाचे नमुने पीसण्यासाठी ग्लेझ केलेल्या पोर्सिलेन मोर्टारचा वापर करणे आवडते. पोर्सिलेनची मोहस कठोरता सुमारे 6.5 असते, ज्यामुळे ते दुषित होत नाही, विशेषत: स्टेनलेस स्टीलप्रमाणे धातूंनी, जे क्रोमाइट किंवा गार्नेट सारख्या गोष्टींसह काम करताना विशेषत: महत्त्वाचे असते. वेगवेगळ्या पद्धतींची तुलना करणाऱ्या काही अलीकडील संशोधनात असे आढळून आले आहे की 5 पीपीएम खालील दुर्मिळ मूलद्रव्यांच्या खूप लहान प्रमाणात शोध घेताना ही पद्धत सुमारे 98 किंवा 99 टक्के अचूकता राखते. अचूक भूशास्त्रीय विश्लेषणासाठी अशी अचूकता खूप महत्त्वाची असते.
पॉर्सिलेनच्या अपारदर्शक स्वभावामुळे मसाले आणि वनस्पती सामग्री बारीक करण्यासाठी ते उत्तम आहे, कारण त्यामध्ये तेल धरून ठेवले जात नाही, ज्यामुळे लिपिड विश्लेषणादरम्यान होणारा एक मोठा संक्रमणाचा प्रश्न सुटतो. प्रयोगशाळांमधून बहुतेक वेळा 100 माइक्रॉनपेक्षा कमी कण मिळत असल्याचे नमूद केले जाते, आणि प्लास्टिक ग्राइंडरच्या तुलनेत कॅरोटेनॉइड्सच्या अर्काच्या निष्कर्षणात सुमारे 34 टक्के वेगवान प्रक्रिया होते. तसेच, पॉर्सिलेन फ्रीझरमधून थेट बाहेर आणलेल्या फ्रोझन नमुन्यांना (सुमारे मायनस 20 डिग्री सेल्सिअस) सहज सहन करू शकते, म्हणून त्या क्लिष्ट वाष्पशील कार्बनिक संयुगे फायटोकेमिकल चाचणीसाठी अबाधित राहतात. नमुने तयार करण्याच्या कामातून विश्वासार्ह निकाल मिळवणाऱ्या संशोधकांसाठी हे खरोखरच महत्त्वाचे आहे.
EN
