Icp-ms là gì

  -  
Hệ thống phân tích vết kim loại ICP-MSICP-MS là gì? Nguyên lý, cấu tạoInductively coupled plasma mass spectroscopy (viết tắt là: ICP-MS) là một kỹ thuật phân tích để xác định dấu vết nồng độ đa nguyên tố và đồng vị trong các mẫu chất lỏng, rắn hoặc khí. Nó kết hợp nguồn plasma argon tạo ion với giới hạn phát hiện nhạy cảm của phát hiện khối phổ. Mặc dù ICP-MS được sử dụng cho nhiều loại phân tích nguyên tố khác nhau, bao gồm thử nghiệm dược phẩm và sản xuất thuốc thử, mô-đun này sẽ tập trung vào các ứng dụng của nó trong nghiên cứu khoáng sản và nước. Mặc dù gần giống với ICP-AES (quang phổ phát xạ nguyên tử plasma kết hợp tự cảm), ICP-MS có những khác biệt đáng kể, cũng sẽ được đề cập.


Bạn đang xem: Icp-ms là gì

*
Sơ đồ nguyên lý hệ thống phân tích vết kim loại ICP-MS
NỘI DUNG BÀI VIẾTNguyên lý cấu tạo quang phổ plasma ICP-OES
Thiết bị và vận hành cơ bản
Như trong Hình 1.6.1, có một số thành phần cơ bản của thiết bị ICP-MS, bao gồm giao diện lấy mẫu, bơm nhu động dẫn đến máy phun sương, buồng phun, đèn khò plasma, máy dò, giao diện và ion - hệ thống lấy nét, thiết bị tách khối và buồng chân không, được duy trì bằng bơm phân tử turbo. Hoạt động cơ bản hoạt động như sau: một mẫu chất lỏng được bơm vào máy phun sương để chuyển mẫu thành dạng phun. Một tiêu chuẩn nội bộ, chẳng hạn như gecmani, được bơm vào một máy trộn cùng với mẫu trước khi phun sương để bù cho các hiệu ứng ma trận. Các giọt lớn được lọc ra và các giọt nhỏ tiếp tục vào mỏ hàn plasma, chuyển thành các ion. Thiết bị phân tách khối lượng tách các ion này dựa trên tỷ lệ khối lượng-tính phí của chúng. Sau đó, một máy dò ion chuyển đổi các ion này thành tín hiệu điện, được nhân và đọc bằng phần mềm máy tính
*
*
Hình 1.6.2: Cấu trúc tinh thể của một spinel điển hình, công thức chung
*
Phân tích nguyên tố nước
Một lĩnh vực quan trọng khác của địa chất đòi hỏi kiến ​​thức về các thành phần nguyên tố vi lượng là phân tích nước. Để chứng minh khả năng đầy đủ của ICP-MS như một kỹ thuật phân tích trong lĩnh vực này, các nhà nghiên cứu nhằm mục đích sử dụng nhận dạng các kim loại vi lượng có trong nước ngầm để xác định dấu vân tay cho một nguồn nước cụ thể. Trong một nghiên cứu, phân tích của bốn lò xo Nevada khác nhau đã xác định phân tích kim loại vi lượng theo phần tỷ và thậm chí phần nghìn tỷ (ng / L). Bởi vì chúng có mặt ở nồng độ thấp như vậy, các mẫu chứa các nguyên tố đất hiếm lutetium, thulium và terbium đã được kết tủa bằng cột trao đổi cation để cho phép phát hiện ở 0,05 ppt. Đối với một số đồng vị, các hiệu chỉnh đặc biệt cần thiết để giải thích cho các dương tính giả, được tạo ra bởi các phân tử hình thành plasma có cùng tỷ lệ khối lượng-điện tích như các ion đồng vị. Chẳng hạn, dương tính giả cho Sc (m / z = 45) hoặc Ti (m / z = 47) có thể là kết quả của CO2H + (m / z = 45) hoặc PO + (m / z = 47); và BaO + (m / z = 151, 153) xung đột với Eu-151 và Eu-153. Trong trường hợp sau, bari có nhiều đồng vị (134, 135, 136, 137, 138) với nhiều mức độ khác nhau, Ba-138 bao gồm 71,7% lượng bari dồi dào. ICP-MS phát hiện các đỉnh tương ứng với BaO + cho tất cả các đồng vị. Do đó, các nhà nghiên cứu đã có thể ước tính nồng độ europium chính xác hơn bằng cách theo dõi đỉnh bari không can thiệp và ngoại suy trở lại nồng độ barium trong hệ thống. Nồng độ này đã được loại trừ để cung cấp một nồng độ europium thực tế hơn. Bằng cách sử dụng các chiến lược như vậy, các kết quả dương tính giả có thể được tính đến và sửa chữa. Ngoài ra, tiêu chuẩn nội bộ 10 ppb đã được thêm vào tất cả các mẫu để điều chỉnh các thay đổi trong ma trận mẫu, độ nhớt và tích tụ muối trong suốt quá trình thu thập.

Xem thêm: Transmitter Và Transducer Là Gì, Nghĩa Của Từ Transducer Trong Tiếng Việt



Xem thêm: Tìm Hiểu Về Polaris Là Gì ? Nghĩa Của Từ Polaris Trong Tiếng Việt

Tổng cộng, 54 yếu tố đã được phát hiện ở các cấp độ kéo dài bảy bậc độ lớn. Nghiên cứu này cho thấy độ nhạy và phạm vi hoạt động đáng kinh ngạc của ICP-MSXác định hàm lượng thạch tín
Phân tích nguyên tố trong nước cũng rất quan trọng đối với sức khỏe của các loài thủy sản, cuối cùng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi thức ăn, bao gồm cả con người. Với suy nghĩ này, hàm lượng asen được xác định trong nước ngọt và các sinh vật dưới nước ở sông Hayakawa ở Kanagawa, Nhật Bản, nơi có nồng độ asen rất cao do nguồn suối nước nóng ở Thung lũng Owakudani. Trong khi các mẫu nước được lọc đơn giản và trước khi phân tích, các sinh vật cần chuẩn bị đặc biệt, để tương thích với bộ lấy mẫu. Các sinh vật được thu thập cho nghiên cứu này bao gồm bọ nước, macroalga xanh, cá và động vật giáp xác. Để xác định tổng hàm lượng, các mẫu được làm đông khô để loại bỏ tất cả nước khỏi mẫu để biết thể tích chính xác cuối cùng khi bán lại. Tiếp theo, các mẫu được nghiền thành bột, sau đó ngâm trong axit nitric, làm nóng ở 110 ° C. Mẫu sau đó được gia nhiệt bằng hydro peroxide, pha loãng và lọc qua màng 0,45 μm. Giao thức này phục vụ để oxy hóa toàn bộ mẫu và loại bỏ các hạt lớn trước khi đưa vào thiết bị ICP-MS. Các mẫu không được tiêu hóa đúng cách có thể tích tụ trên mỏ hàn plasma và gây ra thiệt hại đắt tiền cho dụng cụ. Vì plasma chuyển đổi mẫu thành các thành phần ion khác nhau, không cần thiết phải biết chính xác các sản phẩm oxy hóa trước khi giới thiệu mẫu. Ngoài tổng hàm lượng As, nồng độ As của các hợp chất chứa asen hữu cơ khác nhau (arsenicals) được tạo ra trong các sinh vật được đo bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp với ICP-MS (HPLC / ICP-MS). Các arsenical được phân tách bằng HPLC trước khi đi vào thiết bị ICP-MS để xác định nồng độ As. Trong thí nghiệm này, các hợp chất hữu cơ được chiết xuất từ ​​các mẫu sinh học bằng cách hòa tan các mẫu đông khô trong dung dịch metanol / nước, sonicating và ly tâm. Dịch chiết được sấy khô trong chân không, hòa tan trong nước và được lọc trước khi nạp. Tuy nhiên, điều này không giải thích cho tất cả các hợp chất, vì hơn 50% arsenical không tan trong dung dịch nước. Một sản phẩm phụ plasma quan trọng cần tính đến là ArCl +, có cùng tỷ lệ khối lượng-tính phí (m / z = 75) như As. Điều này đã được khắc phục bằng cách oxy hóa các ion arsenic trong thiết bị tách khối trong buồng chân không ICP-MS để tạo ra AsO +, với m / z 91. Tổng nồng độ arsen của các mẫu dao động trong khoảng 17 - 18 ppm.