Agilent ICP-MS Journal (November 2021, Issue 86)

Význam tématu

ICP-MS se v posledních letech stal klíčovou technikou pro sledování stopových prvků v různých odvětvích od potravinové bezpečnosti až po polovodičový průmysl. Díky vysoké citlivosti a schopnosti spojit detekci prvků se separačními technikami (HPLC, IC) umožňuje spolehlivou speciační analýzu, plnění regulačních limitů a optimalizaci výrobních procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Textové číslo časopisu Agilent ICP-MS Journal shrnuje:

• Schválení AOAC metody pro stanovení As, Cd, Hg a Pb v produktech z konopí pomocí ICP-MS.
• Představení IC-ICP-MS metody pro detekci toxického Cr(VI) ve vodě.
• Výsledky virtuálního sympozia o vývoji ICP-MS pro polovodiče a aplikace na stopovou analýzu a nanopartikuly.
• Příklady použití spICP-MS v pokročilých procesech polovodičů (ultrafiltrace, CMP).
• Novinky v spotřebním materiálu a video-tipy pro zefektivnění rutinního provozu ICP-MS.

Použitá metodika a instrumentace

Pro jednotlivá témata byly použity tyto přístrojové sestavy a postupy:

• AOAC metoda: mikrovlnná digesce CEM MARS 6, kvantifikace na Agilent 7850 ICP-MS s ORS4 v He KED režimu a UHMI aerosolovou ředicí jednotkou.
• Speciace Cr(VI): spojení Metrohm 940 Professional IC s Agilent 7800 ICP-MS, iontově chromatografické dělení Cr(III)/Cr(VI).
• ICP-QQQ pro polovodiče: Agilent 8900 ICP-QQQ se „hot plasma“ podmínkami a trojitou kvadrupólovou buňkou pro eliminaci interferencí u prvků P, S, Si, Cl.
• spICP-MS: detekce a charakterizace nanopartikulek silica, zlata a ceria při analýze ultrafiltrace a CMP pomocí Agilent ICP-MS s vhodným nastavením dávkovacího objemu a rychlosti skenování.

Hlavní výsledky a diskuse

• AOAC ICP-MS metoda pro konopné produkty dosahuje požadované reprodukovatelnosti a robustnosti, včetně stabilizace Hg přídavkem HCl a řešení chloridových polyatomů He KED režimem.
• IC-ICP-MS metoda pro Cr(VI) umožňuje MDL 0,003 µg/L a MRL 0,02 µg/L, splňující normy OEHHA pro pitnou vodu.
• U polovodičů byly diskutovány historické milníky ICP-MS, tipy „chasing zero“ pro minimalizaci kontaminace a dosažení detekčních limitů v ng/L úrovni.
• spICP-MS odhalilo závislost retence nanočástic na náboji membrány při ultrafiltraci a prokázalo změnu distribuce velikosti ceria po CMP procesu.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysokoprůtokové laboratoře testující konopné produkty získávají univerzální, rychlou a validovanou metodu pro čtyři nejdůležitější toxické prvky.
• Vodárenství a environmentální laboratoře mohou nasadit cenově dostupný IC-ICP-MS protokol místo HPLC-ICP-MS pro speciační analýzu Cr.
• Výrobci polovodičů dosahují lepší kontroly čistoty chemikálií a ultračistých vod, čímž minimalizují výskyt kontaminant a zvyšují výrobní výtěžnost.
• Studie spICP-MS poskytují detailní pohled na chování nanočástic v procesních krocích a podporují optimalizaci filtrací a leštících procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj ICP-QQQ pro analýzu prvků těžko měřitelných jedničtými technikami (S, P, Si).
• Integrace automatizovaných systémů pro přípravu vzorků a online ředění s cílem zkrátit dobu analýz a snížit spotřebu činidel.
• Rozšířená spICP-MS stanovení vícero prvků a multi-částicových analýz pro sledování složitých materiálů a nanokompozit.
• Začlenění umělé inteligence a prediktivní údržby přístrojů pro predikci interferencí a optimalizaci provozních parametrů.

Závěr

Prezentované metody a aplikace potvrzují, že moderní ICP-MS platformy nabízejí vysokou flexibilitu, citlivost a robustnost pro požadavky regulačních norem a průmyslové praxe. Pokračující inovace v instrumentaci, spotřebním materiálu a softwaru umožňují laboratořím efektivně řešit speciační úlohy, zpracování nanočástic i rutinní kontrolu kvality.

Použitá instrumentace

• Agilent 7850 ICP-MS s ORS4 a UHMI
• Agilent 7800 ICP-MS spojený s Metrohm 940 IC
• Agilent 8900 ICP-QQQ
• CEM MARS 6 mikrovlnná digesce

Reference

1. AOAC Expert Review Panel for Chemical Contaminants in Cannabis Methods, August 2021.
2. J. Nelson et al., Agilent publication 5994-4080EN.
3. T. Kubota, Agilent publication 5994-1435EN.
4. Y. Cheung et al., Agilent publication 5994-4295EN.
5. Q. Chan et al., Journal of Membrane Science 599 (2020) 117822.
6. L. Zazzera et al., ECS Journal of Solid State Science and Technology 10 (2021) 34009.