Agilent ICP-MS Journal (April 2018. Issue 72)

Význam tématu

• Spektrometrie ICP-MS hraje klíčovou roli v kontrole stopových kontaminantů v polovodičovém průmyslu, kde i nejmenší množství kovů může výrazně ovlivnit výtěžnost a spolehlivost polovodičových součástek.
• Vysoce čisté kyseliny používané při výrobě čipů (HNO₃, HCl) vyžadují analýzu kontaminantů na sub-ppt úrovni.
• Zkoumání přítomnosti kovových stop ve výparných složkách e-cigaret upozorňuje na nový zdroj expozice toxickým kovům.
• Neustálé zdokonalování technologie ICP-MS (zejména přechod na trojkvadrupólové systémy MS/MS) posouvá hranice citlivosti a selektivity měření.

Cíle a přehled článků

• Popis vývoje a inovací Agilent ICP-MS a ICP-QQQ pod tlakem požadavků polovodičového průmyslu.
• Metody přímé analýzy ultrakrátkých kontaminantů v koncentrovaných kyselinách HNO₃ a HCl pomocí Agilent 8900 ICP-QQQ.
• Studie přenosu kovů z topných spirál do kapaliny a aerosolu v elektronických cigaretách, měřená Agilent 8800 ICP-QQQ.
• Souhrn klíčových témat z konference Winter Plasma Conference 2018 a Agilent zákaznických akcí.
• Přehled hlavních průlomových inovací Agilent ve spektrální analýze od 80. let do současnosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Agilent 8900 a 8800 ICP-QQQ provozované v režimu MS/MS pro potlačení polyatomových interferencí a dosažení sub-ppt detekčních limitů.
• Bezodstředivý odskokový iontový systém (off-axis ion lens) a technologie „cool plasma“ pro analýzu prvků jako Na, K, Ca a Fe.
• Metoda standard addition (MSA) pro kvantifikaci stopových kovů v nezředěných vzorcích kyselin.
• Vzorkování aerosolu z e-cigaret za účelem stanovení kovových koncentrací ve výparu.
• Software ICP Expert a MassHunter pro optimalizaci metod a vyhodnocení dat.

Hlavní výsledky a diskuse

• Vysoká linearita a detekční limity na úrovni desítek až stovek fg/L pro 49 prvků v koncentrovaném HNO₃ a pro 50 prvků v HCl.
• Koncentrace kovových kontaminantů v komerčních kyselinách výrazně nižší než limity SEMI pro Tier-B a Tier-C specifikace.
• Aerosol z e-cigaret obsahoval až desítky μg/kg Pb, Ni, Cr a Mn, což naznačuje významný přenos kovů z topných spirál.
• Na konferenci WPC 2018 dominovala témata speciační analýzy, laserové ablaci, analýzy nanopartikulí, izotopových poměrů a vývoje triple quadrupole ICP-MS.

Přínosy a praktické využití metody

• Zavedení ultračistých protokolů a MS/MS technologie umožňuje spolehlivou kontrolu kvality chemikálií ve výrobě polovodičů.
• Monitorování stopových kovů v e-cigaretách poskytuje vědecký základ pro hodnocení zdravotních rizik.
• Přesné stanovení kontaminantů v ultrakrátkých vzorcích zkracuje čas přípravy a minimalizuje riziko přidání rušivých nečistot.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj trojkvadrupólových ICP-QQQ systémů směrem k vyšší citlivosti a nižšímu pozadí, zvláště pro lehké a vysoce reaktivní prvky (P, Si, S, Cl).
• Rozšíření aplikací na analýzu jednotlivých nanopartikulí, jednorázových buněk a složitých matic v biomedicíně a environmentální chemii.
• Integrace pokročilých softwarových nástrojů pro automatizované vyhodnocování dat a řízení kvality v reálném čase.

Závěr

• Agilent ICP-QQQ technologie splňuje náročné požadavky monitoringu kontaminantů v polovodičovém průmyslu, ultrakrátkých kyselinách a nově i v aerosolech e-cigaret.
• Rozvoj MS/MS metod a čistých rozhraní vzorkování dál posouvá hranici možného v ultra-stopové analýze.

Reference

• SEMI C35-0708: Specifications and Guidelines for Nitric Acid (2008).
• SEMI C27-0708: Specifications and Guidelines for Hydrochloric Acid (2008).
• Agilent Application Notes: 5991-8675EN, 5991-8798EN, 5991-7701EN, 5991-7008EN, 5991-6852EN, 5991-1693EN.