Agilent ICP-MS Journal (February 2014 – Issue 56)

Význam tématu

Analytická chemie se stále více potýká s potřebou stanovit stopové prvky v náročných maticích, včetně vysoce slaných roztoků nebo vzorků obsahujících nanočástice. Moderní kvadrupólové ICP-MS přístroje musí nabídnout vyšší toleranci matic, širší dynamický rozsah a spolehlivou reprodukovatelnost, aby pokryly řadu aplikací od environmentální a potravinářské analýzy až po charakterizaci nanomateriálů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem popsaných inovací je představit klíčové technologie nové generace spektrometrů Agilent 7900 ICP-MS a 4200 MP-AES a ukázat, jak pokročilé softwarové i hardwarové prvky zvyšují analytickou schopnost, jednoduchost obsluhy a pracovní propustnost. Hlavní témata:

• Rozšíření maticové tolerance až na 25 % celkově rozpuštěných látek (TDS)
• Zvýšení dynamického rozsahu na 11 řádů velikosti signálu
• Implementace ultra rychlé akvizice signálu pro analýzu nanočástic
• Zjednodušené uživatelské rozhraní a inteligentní metody v softwaru MassHunter 4.1
• Představení nového 4200 MP-AES pro nákladově efektivní elementární analýzu

Použitá metodika a instrumentace

Pro demonstrování schopností byly využity následující přístroje a technologie Agilent:

• 7900 Quadrupole ICP-MS vybavené ultra High Matrix Introduction (UHMI) a High Matrix Introduction (HMI)
• Orthogonal Detector System (ODS) s rozšířeným analogovým rozsahem až 10 GHz
• Opakovatelná více režimová bunka ORS4 pro optimální potlačení rušivých signálů
• Integrovaný autosampler ISIS 3 pro diskrétní vzorkování a rychlou výměnu v dávkovém režimu
• Software MassHunter 4.1 s inteligentním průvodcem metodou, podporou mobilní aplikace a modulární rozšířeními (Time Resolved Analysis, Chromatografie aj.)
• 4200 Microwave Plasma-Atomic Emission Spectrometer (MP-AES) pro bezpečnou a úspornou emisní detekci
• Time Resolved Analysis (TRA) a Single Particle ICP-MS pro rozlišení a kvantifikaci jednotlivých nanočástic

Hlavní výsledky a diskuse

Nový 7900 ICP-MS s UHMI umožňuje stabilní analýzu vzorků s až 25 % NaCl matricí bez zanášení vstupních kuželů a s udržením vnitřního standardu během více než 3,5 hodiny nepřetržitého provozu. Dynamický rozsah detektoru ODS dosahuje až 11 řádů, čímž eliminuje opakované analýzy z důvodu přesahu signálu až pro úrovně 10 000 ppm. Při studiu single particle režimu byly úspěšně charakterizovány stříbrné nanočástice o nominálních průměrech 40, 60 a 100 nm, přičemž výsledky odpovídaly hodnotám stanoveným TEM analýzou s dobrým rozlišením velikostního rozdělení.
Softwarový balík MassHunter 4.1 zjednodušuje obsluhu díky přehledné dashboard struktuře, rychlému nastavení metod s průvodcem a možnosti vzdáleného monitoringu i ovládání přístroje přes mobilní aplikaci. 4200 MP-AES doplňuje portfolio o plně automatizovaný emisní systém s nízkými provozními náklady a bez nutnosti plynového generátoru.

Přínosy a praktické využití metody

• Schopnost jedním nástrojem pokrýt nízkomatrikové i vysokomatrikové vzorky (např. mořská voda, ropné frakce či bioliquidy)
• Rychlá analýza > 60 s na vzorek a zvýšená propustnost laboratoře
• Spolehlivá kvantifikace stopových i makroprvků v jednom měření díky širokému rozsahu detekce
• Možnost rutinního monitoringu nanočástic ve vodách, potravinách či farmaceutických matricích
• Zjednodušené zavádění nových metod díky automatickému nastavení optimálních parametrů

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování vývoje ICP-MS zahrnuje integraci rychlých akvizičních režimů s rozlišením do 100 µs pro detailní charakterizaci transientních jevů, rozšíření multi-mode tlakových buněk pro potlačení stále obtížnějších spektrálních interferencí a propojování výsledků s pokročilou datovou analýzou a umělou inteligencí. Mobilní aplikace budou dále rozšiřovat dohled, diagnostiku a prediktivní údržbu přístrojů.

Závěr

Představené inovace pozice Agilent 7900 ICP-MS a 4200 MP-AES na špičku v oblasti elementární analýzy. Komplexní vylepšení hardwaru i softwaru otevírá nové možnosti pro analýzu náročných vzorků, zvyšuje pracovní výkon laboratoří a zjednodušuje každodenní provoz. Tyto nástroje poskytují robustní, flexibilní a vysoce citlivé řešení pro široké spektrum aplikačních oblastí.

Reference

1. Degueldre S., Favarger P.-Y., Bitea C.: Anal. Chim. Acta, 518 (2004), 137–142.