استخدام مبادئ الكيمياء الخضراء للحد من استخدام السولفينت في التصوير الكروماتوغرافي

المبدأ 11: تحليل الوقت الحقيقي لمنع التلوث

وهذا المبدأ يشجع على وضع منهجيات تحليلية تتيح رصد ومراقبة العمليات في الوقت الحقيقي، وتقليص تكوين المواد الخطرة إلى أدنى حد، وفي سياق كروماتوغرافية، يتصل ذلك باستخدام ] التكنولوجيا التحليلية اللازمة .

الاستراتيجيات ذات الأثر العالي للتقليل إلى الحد الأدنى من الاستهلاك

ويتطلب ترجمة مبادئ الكيمياء الخضراء إلى ممارسات مختبرية يومية تنفيذ استراتيجيات محددة ومثبتة، وتتيح هذه التقنيات للعلماء تخفيض استهلاك المذيبات دون التضحية بنوعية الفصل أو الإنتاج.

التعدين المنهجي مع حركة البلدان الناطقة بالبرتغالية وشركة مايكروس - لانغ

ويُستخدم هذا النوع من التدفقات في إطار نظام " LF " (L) الذي يُستخدم في إطاره، في حين أن معدل التدفق المطلوب في العمود يتناسب مع مربع مقياسه الداخلي (D) الذي يُستخدم في المتوسط (4.6 ملم) هو نفسه الذي يُستخدم في المادة 1 - 2.0 مللي/متر، ويُمكن ببساطة أن يُخفض معدل التدفق إلى 0.2 ملتر/لتر.

Intelligent Solvent Selection and Blending

إن اختيار المرحلة المتنقلة هو المحرك الرئيسي للأثر البيئي والأداء الفصلي، فبعد اختيار مذيب من نوع " مكافئ ثاني أكسيد الكربون " مثل الإيثانول على جهاز الاستنشاق، يمكن للكيمياء أن يُقللوا إلى أقصى حد من نظام المذيبات المزود بالنموذج الآلي، حيث إن استخدام نظام الكيمياء السائلة العالية الحرارة يسمح بزيادة نسبة المياه في المرحلة المتنقلة، بل وحتى الماء النقي، وهو ما يؤدي إلى مذيب متجدد وغير سام.

الاسترداد وإعادة التدوير

وبالنسبة للتصوير البرمجي الجاهز، الذي يشكل حجر الزاوية في تنقية المواد المخدرة ويستهلك كميات هائلة من المذيبات، فإن إعادة التدوير هي استراتيجية فعالة للغاية، إذ أن نظم إعادة التدوير التي تُستخدم في طوابق السائلة وتفصل بين المجمع المستهدف أو الازدحام عن المرحلة المتنقلة، وذلك عادة من خلال التفكك أو الاستيعاب الانتقائي، ويمكن عندئذ إعادة تشكيل نظام إعادة الاستخدام، بحيث يتم استرداده في كثير من 50 إلى 80 في المائة.

اعتماد نظام شمسية خارقة الأهمية

(أ) إن أكثر التكنولوجيات البديلة تحولاً في مجال خفض الاستخدام المذيب هي [(FLT:0]) التحلل الفوقي الحساس (FLT) (Supercritical Fromatography) [FFLT:1]، وهي تستخدم ثاني أكسيد الكربون المشبع كالمرحلة الأولية، أما ثاني أكسيد الكربون فهي غير سمية وغير قابلة للاشتعال، ويمكن مقارنتها بمواصف النفايات الصناعية(2).

The Strategic Business Case for Green Chromatography

إن قرار اعتماد البرمجيات الخضراء ليس مجرد قرار بيئي؛ بل هو قرار تجاري سليم استراتيجيا؛ فالسائقين الاقتصاديين والتنظيميين لخفض الاستهلاك المذيب يزداد قوة.

Direct Cost Reductions and Supply Chain Security

وتمثل المذيبات العضوية العالية النقاء مصروفات تشغيلية متكررة كبيرة لأي مختبر تحليلي أو مختبر للتنقية، مع تقلب الأسعار والنقص الدوري للمذيبات الرئيسية مثل الأسيتونتريل، فإن خفض الاستهلاك يشكل تدفئة مباشرة ضد عدم استقرار السوق، وعندما يقترن ذلك بارتفاع تكلفة التخلص من النفايات الخطرة، الذي يمكن أن يتراوح بين 500 دولار وأكثر من 000 2 دولار للطن الواحد تبعا للوائح المذيبة والمحلية، فإن الوفورات المالية من خط مذيبات الكبيرة.

الامتثال التنظيمي ومسؤولية الشركات

وتتزايد مشاركة الوكالات التنظيمية على الصعيد العالمي، بما فيها هيئة تنمية الموارد الحرجية ووكالة البيئة، في إدماج مبادئ الكيمياء الخضراء في مبادئها التوجيهية وتوقعاتها، وتصبح الشركات التي تبدي استعداداً استباقياً للالتزام بالاستدامة في وضع أفضل للوفاء بالمعايير التنظيمية المتطورة، علاوة على ذلك، مع ارتفاع متطلبات الإبلاغ عن البيئة والاجتماعية والحوكمة، تتعرض المختبرات للضغط لتوفير بيانات ملموسة على آثارها البيئية.

تعزيز السلامة المختبرية

ويؤدي تخفيض حجم المواد المذيبة الموجودة وسمية المذيبات إلى تحسين سلامة المختبرات بشكل مباشر، ويقلل إلى أدنى حد من خطر الانسكابات الكيميائية والحرائق وتعرّض الموظفين للبخار الخطر، كما أن المختبر الأخضر مختبر أكثر أمناً يؤدي إلى انخفاض الحوادث الصحية والأمنية، وانخفاض أقساط التأمين، وتهيئة بيئة عمل أكثر جاذبية للمواهب العلمية العليا.

تنفيذ تدفق العمل في مجال التنمية في إطار الطريقة الخضراء

ويتطلب الانتقال إلى ممارسة برمجيات أخضر اتباع نهج منهجي، بدلا من تغيير واحد، ينبغي أن يدمج في إجراءات التشغيل الموحدة لتطوير الأساليب.

الخطوة 1: النقطة المرجعية الحالية

لا يمكنك أن تتدبر ما لا تقاسه، الخطوة الأولى هي إجراء مراجعة شاملة للاستهلاك المذيب عبر المنظمة، وحساب مجموع لترات المذيبات المشتراة، وتركيب النفايات، وعدد العمليات التحليلية التي أجريت، مما يحدد خط الأساس الذي يمكن قياسه في المستقبل.

الخطوة 2: تقييم الخيارات المتعلقة بمنهج الأخضر

وعند وضع طريقة جديدة أو إعادة تقييم البدائل القائمة، يجري تقييمها بصورة منهجية للبدائل الخضراء، ويبدأ بطرح أسئلة رئيسية: هل يمكن استخدام عمود هوي من عيار 2.1 ملم بدلا من عمود هوي من 4.6 ملم؟ هل يمكن نقل هذه الطريقة إلى نظام SFC؟ وهل يمكن تحويل المُعدل العضوي إلى بديل أكثر أمانا؟ إن استخدام شجرة القرار أو نظام الكيمياء الخضراء يمكن أن يساعد على توحيد هذا التقييم.

الخطوة 3: النماذج الافتراضية

وبدلاً من أداء عشرات من العمليات التجريبية كثيفة العمالة، وأجهزة التبديل المذيبة، من أجل تحقيق الاستخدام الأمثل لطريقة ما، واستخدام أدوات البرمجيات.() ويمكن لبرامج مثل برنامج " دراي لب " و " كروم سيف " أن تُمثل الحيز الكامل للفصل استناداً إلى عدد قليل من الحقن الأولية، وهذا " تصميم التجارب " [ي] يؤدي إلى عدد متين من النفايات

الخطوة 4: تدريب الممارسات الخضراء وتنشيطها

وأقوى أداة للتغيير هي فريق مدرب تدريبا جيدا، ويوفر التدريب المنتظم على مبادئ الكيمياء الخضراء والأدوات المحددة المتاحة (مثل برنامج SFC، وبرنامج UHPLC، وبرنامج نموذجي)، ويعترف العلماء الذين يطورون أساليب أكثر مراعاة للبيئة ويكافؤونهم، ويعزز خلق ثقافة تُقدر الاستدامة فيها كمؤشر رئيسي للأداء الابتكار ويكفل استدامة الممارسات الخضراء على المدى الطويل.

الاتجاهات الناشئة في حالات الفصل المستدام

(أ) تطور مجال التحلل الأخضر باستمرار، وتعود عدة اتجاهات ناشئة بزيادة الحد من الأثر البيئي لعلوم الفصل في السنوات القادمة، ويستوفى تطوير المراحل الثابتة الأحيائية المستمدة من موارد قابلة للتجديد مثل الخلية، والتشاتوسان، والهيدرد السيليكي، معايير واسعة النطاق للتنقّب على أساس الترميز أو إعادة التدوير.

الاستنتاج: تطور ضروري للمختبر

(أ) أن تقارب [الضغط البيئي والتوقعات الاقتصادية والتوقعات التنظيمية يجعل من اعتماد مبادئ الكيمياء الخضراء على نطاق واسع في مجال التصوير الكروماتي ضرورة حتمية واستراتيجية، والأدوات والمنهجيات التي تؤدي إلى خفض كبير في الاستهلاك غير نظري؛ وهي تكنولوجيات مثبتة ومتاحة تجارياً، ومن الكفاءة المتأصلة في استخدام الكيمياء والاختناقية إلى الخطوات العملية لإعادة تدوير المذيبات وتصميم طريقة ذكية، فإن كل مختبر يؤدي إلى إحداث تغيير كبير في الجودة.