C9069 Laboratorní cvičení s ICP-QMS a LA-ICP-QMS
Cvičení 1: Spektrální a nespektrální interference v ICP-MS, kalibrace
Úvod:
Limitujícím faktorem ve hmotnostní spektrometrii indukčně vázaného plazmatu (ICP-MS) je výskyt
spektrálních a nespektrálních interferencí. Spektrálními interferencemi se rozumí spektrální překryv
měřeného píku m/z s interferující částicí o stejné hodnotě m/z (neodlišitelné od analytu). Spektrální
interference dělíme dle původu na:
- izobarické (interference s atomem jiného prvku)
- polyatomické (kombinace různých iontů)
- interference vícenásobně nabitých iontů
- interference přilehlého izotopu (peak-tailing – chvostování)
Nespektrální interference znamenají ovlivňování intenzity signálu analytu přítomností různých látek ve
vzorku (matrice vzorku, kyseliny…).
Hmotnostní spektrometr s kvadrupólovým analyzátorem (ICP-QMS) se řadí mezi spektrometry
s nízkou rozlišovací schopností. Proto se pro odstraňování spektrálních interferencí používá
kolizní/reakční cela. Ta eliminuje spektrální interference na základě diskriminace kinetickou energií
nebo iontově molekulovými reakcemi.
Cíl cvičení:
Cílem cvičení je seznámení se s přístrojem ICP-QMS Agilent 7900, s jeho ovládáním pomocí softwaru
„MassHunter“, start, naladění, příprava metody. Dalším krokem je příprava kalibračních roztoků ve
dvou různých matricích (HNO3 a HCL) a jejich proměření s kolizní celou a bez ní. Sestrojení kalibrační
závislosti a analýza neznámého vzorku. Dále vyexportování dat, doma potom vyhodnocení v programu
„Excel“ a zdůvodnění naměřených výsledků.
Zadání analýzy neznámého vzorku: Navážka sedimentu byla pomocí kyselin rozložena a roztok byl
doplněn na objem 100 ml. Pro analýzu ICP-MS byl naředěn 100x. Proveďte stanovení prvků: As, Cd, Cr,
Ca.
Navážka vzorku: 956 mg
Postup:
S vedoucím cvičení proveďte zapnutí přístroje a start plazmatu. Po spuštění přístroj provádí
automaticky ladění a žhavení (cca 35 min), v této době si připravte roztoky do plastových zkumavek.
Pro As, Cd a Cr, předpokládáme obsahy v naředěných vzorcích do 100 µg/l (100 ppb) proto sestrojte
kalibrační závislost 0 – 1 – 10 – 50 – 100 µg/l. Pro Ca se očekávají až o řád vyšší obsahy, proto vzorek
před měřením Ca 10 nařeďte. Kalibrační standardy připravte ve 2% HNO3 a ve 2% HCl.
Připravte roztoky s objemem 5ml:
- 2% HNO3 – blank pro kalibrační sadu 1
- 2% HCl – blank pro kalibrační sadu 2
- Kalibrační sadu 1 (směs prvků As, Cd, Cr, Ca ředěno 2% HNO3)
- Kalibrační sadu 2 (směs prvků As, Cd, Cr, Ca ředěno 2% HCl)
- 200 ng/g Sc (ředěno 2% HNO3) jako porovnávací prvek (internal standard IS).
K dispozici máte zásobní roztoky: 2% HNO3; 2% HCl; 1 g/kg roztoky As, Cd, Cr, Ca, Sc. Řeďte pomocí
automatických pipet na objem 5 ml. V příloze naleznete postup pro správné pipetování. Nikdy
nepipetujte přímo ze zásobních roztoků, odlejte si malý objem do kádinek!
S vedoucím cvičení vyzkoušejte manuální ladění přístroje, vytvořte metodu a zvolte měřené izotopy.
Prodiskutujte, k jakým spektrálním a nespektrálním interferencím by mohlo docházet. Všechny
připravené roztoky proměřte v režimu bez kolizní cely a s kolizní celou. Roztok 200 ng/g Sc slouží jako
porovnávací prvek, a proto je přisáván k měřeným roztokům zvlášť.
Obr. 1 Ukázka z programu MassHunter – zadávání vzorků – název, poloha v autosampleru.
Po měření vyexportujte soubory a data převeďte do excelu, vedoucí cvičení vám dá pokyny, jak data
vyhodnotit. Doma vypracujte protokol, kde bude krátký úvod a výsledky měření:
- Kalibrační závislosti pro měření s kolizní celou a bez ní, rovnice kalibračbích přímek, meze
detekce
- Přepočítané obsahy stanovovaných analytů na navážku vzorku, správně vyjádřené včetně SD
- Porovnání výsledků – režim bez kolizní cely a s kolizní celou v kyselině HNO3 a HCl.
- komentář pro odlišné výsledky s kolizní celou a bez ní – odůvodnění, výpis spektrálních
interferencí pro izotopy, kde se projevily.
Příloha:
Správná technika pipetování automatickou mauální pipetou
Obr. 2 Polohy automatické manuální pipety.
1. Nasaďte na dávkovač špičku. Stiskněte tlačítko ovladače do první polohy (nutno překonat malý
odpor při stisku tlačítka).
2. Ponořte špičku dávkovače asi 2–3 mm pod hladinu roztoku. Pomalu povolujte stisknuté
tlačítko ovladače za současného nasátí vzorku do špičky. Vždy sledujte, zda do špičky
nevnikly bublinky vzduchu (např. při prudším povolení pístu ovladače nebo špatně
nasazené špičce). Vyšší přesnosti při pipetování dosáhnete, když úplně sundáte palec
z tlačítka ovladače, jakmile dosáhne výchozí polohy.
3. Pomalu vytáhněte špičku z kapaliny. Při rychlém vytažení se může ztratit část obsahu
špičky. Před vytažením špičky z kapaliny počkejte, hlavně u větších pipetorů 500–5000 μl, asi 1–3
vteřiny.
4. Při vytlačování kapaliny držte špičku v mírném úhlu proti stěně nádoby (10–45°), těsně nad
roztokem, který v ní už je, a plynule stiskněte tlačítko ovladače palcem do první polohy. Vyčkejte asi
1 vteřinu a pokračujte v rychlém stisku tlačítka ovladače až do druhé polohy (pocítíte větší odpor
při stisku). Dbejte na to, aby nezůstaly kapičky kapaliny ve špičce nebo nebyly rozstříknuté na
stěnách nádoby.
Obr. 3 Schéma pipetování.