IMSC: A New Design of Ion Lens and Collision/Reaction Cell for ICP-MS

Význam tématu

Analytická metoda ICP-MS je klíčová pro stopovou a ultra-stopovou analýzu prvků v různých vzorcích. Hlavní výzvou je ovšem potlačení polyatomových interferencí, které mohou výrazně zkreslit výsledky. Nový návrh kolizně-reakčního prostoru (ORS3) využívající inertní helia významně zvyšuje přesnost a spolehlivost dat, zejména u komplexních a proměnlivých matic.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje třetí generaci kolizně-reakční buňky ORS3 integrovanou v ICP-MS Agilent 7700 Series. Cílem je demonstrovat, jak použití inertního helia v kolizním režimu umožňuje efektivní odstranění širokého spektra interferencí bez tvorby nových nežádoucích signálů, a porovnat výkon s režimy bez plynu a s vodíkem.

Použitá metodika a instrumentace

• ICP-MS Agilent 7700 Series s kolizně-reakční buňkou ORS3
• ShieldTorch systém pro úzkou energii distribuovaných iontů na vstupu
• Kolizní plyny: inertní helie (He) a reaktivní vodík (H₂) pro porovnání
• Kinetická diskriminace energie (KED) pro oddělení nízkoenergetických interferencí
• Testování na sedmi různých maticích (HNO₃, HCl, H₂SO₄, IPA a jejich směsi)

Hlavní výsledky a diskuse

• V režimu bez plynu se objevuje vysoký počet polyatomových interferencí na téměř každé hmotnosti.
• Režim H₂ částečně odstraňuje některé interferující ionty, ale zároveň tvoří nové (např. CaH, SO₂H) a pro některé přechodné prvky klesá citlivost.
• He-kolizní režim zajistil kompletní odstranění všech polyatomových interferencí ve všech testovaných maticích při zachování konzistentní citlivosti.
• Hlavní přínos ORS3 spočívá v úzké energii iontů na vstupu, zvýšeném tlaku buňky, sníženém průměru oktopólu a rozsáhlém KED přechodu.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost spolehlivé multi-elementární analýzy i v neznámých a různorodých maticích bez nutnosti přidávat reaktivní plyny.
• Zachování vysoké citlivosti a minimální variabilita v signálech analyzovaných prvků.
• Jednodušší provoz a údržba, neboť helia nevytváří vedlejší produkty.
• Vhodné pro rutinní aplikace v environmentální, potravinářské, farmaceutické a průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace kolizních buněk směrem k vyššímu tlaku a preciznější energetické filtraci.
• Integrace s vysokorozlišovacími technikami pro účinné potlačení izobarických interferencí.
• Širší rozšíření inertních plynů ve spektrometriích pro zajištění stabilní a reprodukovatelné detekční citlivosti.
• Použití ve specializovaných oblastech, jako jsou klinické analýzy, monitoring znečištění a kvalita vody.

Závěr

Nová ORS3 kolizně-reakční buňka pro Agilent 7700 Series přináší výrazné vylepšení v odstraňování polyatomových interferencí pomocí inertního helia. Klíčovými faktory jsou úzké rozdělení energie iontů, vyšší tlak plynu, menší průměr buňky a robustní KED krok. Výsledkem je vysoká integrita dat a spolehlivost měření v širokém spektru vzorků.

Reference

• Wahlen R., McCurdy E. A New Design of Ion Lens and Collision/Reaction Cell for ICP-MS. Agilent Technologies (UK) Ltd.