Nguyên lý hệ thống phân tích vết kim loại ICP-MS

Theo dõi MTĐT trên

Hệ thống ICP-MS kết hợp phần cứng mạnh mẽ, các công cụ tối ưu hóa tự động và các phương pháp được cài đặt để đơn giản hóa trong việc phân tích.

Ưu điểm

- Giới hạn phát hiện đối với hầu hết các nguyên tố đều tương đương hoặc nhỏ hơn giới hạn phát hiện của phương pháp Quang phổ Hấp thụ Nguyên tử Lò Graphite (GFAAS).

- Giảm thiểu việc chuẩn bị mẫu nhờ công nghệ High Matrix Introduction (HMI), cho phép phân tích các mẫu chứa tới 3% tổng chất rắn hòa tan (TDS) mà không cần pha loãng, giảm thời gian chuẩn bị mẫu và tiết kiệm thời gian.

- Khả năng xử lý cả nền đơn giản lẫn phức tạp với nhiễu nền tối thiểu nhờ nhiệt độ cao của nguồn ICP.

- Khả năng phát hiện cao hơn ICP-AES với cùng một lượng mẫu.

- Khả năng nhận được các thông tin đồng vị.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

Hệ thống ICP-MS bao gồm một nguồn ICP (nguồn cảm ứng cao tần plasma) nhiệt độ cao và một khối phổ kế, sử dụng một plasna nhiệt độ cao để tạo ra các ion tích điện dương. Mẫu, thường ở dạng lỏng, được bơm vào hệ thống dẫn mẫu, nó được hóa hơi trong buồng hóa hơi (spray chamber) bởi đầu phun (nebulizer). Nó xuất hiện như dạng sương mù và đi đến ngọn lửa plasma. Khi nó di chuyển qua các vùng nóng khác nhau của ngọn đuốc plasma, nó được làm khô, bốc hơi, phân tử và ion hóa.

Trong thời gian này, mẫu được chuyển từ một chất lỏng dung dịch lỏng sang các chất rắn, sau đó vào trong một khí. Khi nó cuối cùng đến vùng phân tích của plasma, ở khoảng 6000-7000K, nó tồn tại như các nguyên tử và ion kích thích, thể hiện thành phần nguyên tố của mẫu. Sự kích thích của electron ngoài của một nguyên tử trung hòa, để tạo ra các photon ánh sáng có bước sóng đặc trưng, là cơ sở cơ bản của sự phát xạ nguyên tử.

Tuy nhiên, năng lượng của plasma cũng đủ để loại bỏ một điện tử từ quỹ đạo của nó để tạo ra một ion. Nó là sự tạo thành, vận chuyển và phát hiện một số lượng đáng kể các ion tích điện dương, cho ICP-MS khả năng phát hiện siêu vết đặc trưng của nó. Cũng cần lưu ý rằng mặc dù ICP-MS được sử dụng chủ yếu để phát hiện các ion dương, các ion âm (như halogen) cũng được tạo ra trong plasma. Thiết bị phân tách khối lượng tách các ion này dựa trên tỷ lệ khối lượng-tính phí của chúng. Sau đó, một máy dò ion chuyển đổi các ion này thành tín hiệu điện, được nhận và đọc bằng phần mềm máy tính.

Ứng dụng trong phân tích môi trường

Hệ thống thiết bị ICP-MS là công cụ phục vụ phân tích định lượng các nguyên tố kim loại nặng trong đất, nước ngầm, trong nước sinh hoạt, phân tích nguyên tố như chì (Pb), Arsenic (As), thủy ngân (Hg),…với độ chính xác rất cao, độ nhạy đến hàm lượng ppt. Phân tích đồng vị chì (Pb), trong một số trường hợp có thể cho phép xác định các vật chất gẫy nhiễm bẩn chì trong đất và nước ngầm, phân tích các nguyên tố vết trong nước mặt, các kim loại vết trong nước biển, xác định hàm lượng nguyên tố vàng trong nước tự nhiên, nguyên tố Lathanide và Ytrium trong nước biển, các hạt trong không khí, thực vật, vật chất sinh học, nguyên tố vết trong sinh vật biển. Tham khảo: mhcem.gov.vn