Agilent ICP-MS Journal (August 2021, Issue 85)

Význam tématu

ICP-MS (hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem) je nezbytným nástrojem pro kvantitativní stanovení stopových a ultrastopových koncentrací prvků v různých oblastech, zejména v polovodičovém průmyslu, environmentální analýze, farmaceutickém výzkumu i kontrole kvality vody. Optimalizace metodiky a instrumentálního vybavení významně rozšiřuje analytické možnosti, zvyšuje citlivost, snižuje interferenční pozadí a zkracuje dobu analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Číslo 85 časopisu Agilent ICP-MS Journal (srpen 2021) se zaměřuje na následující klíčové oblasti:

• Metoda ultratrace analýzy nečistot v ultrapure vodě pomocí Agilent 8900 ICP-QQQ s hot plasma a m-lens.
• Vysvětlení jevu space charge a jeho dopad na přenos iontů a citlivost ICP-MS.
• Novinky v oblasti spotřebního materiálu: snadno vyměnitelná peristaltická pumpovací hadička a průvodce objednávkou podle EPA 200.8, EPA 6020A a ISO 17294-2.
• Interaktivní periodická tabulka pro rychlé vyhledávání a objednávání referenčních materiálů.
• Aktuality k regulacím těžkých kovů v potravinách pro kojence a nové nástroje pro jejich stanovení.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu nečistot v ultrapure vodě:

• Agilent 8900 Triple Quadrupole ICP-MS (ICP-QQQ) v konfiguraci Semiconductor, PFA-100 mikroflow nebulizér (200 µL/min), křemenná tryska a spray komora, Pt-mřížka a Ni-skimmer s m-lens.
• Režimy kolizně-reakční buňky: He, H₂, NH₃+H₂ a O₂ pro potlačení interferencí.
• Vzorky kyseliny­fikované 0,1 % HNO₃, kalibrace metodou standardních přídavků (5–40 ppt).

Pro studium space charge:

• Teoretická a experimentální analýza úbytku elektronů a zvýšeného rozptylu lehkých iontů v optice.

Pro spotřební materiál:

• Easy-fit peristaltická hadička o optimální délce, s flarovanými konci a barevnými značkami pro různé matrice (vodné, vysokomatrické, organické).

Interaktivní tabulka a webové nástroje poskytují přímé odkazy na ISO 17025/17034 certifikované standardy.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ultrapure vody ukázala, že 8900 ICP-QQQ s hot plasma a m-lens dosahuje BEC < 0,5 ppt a DL < 0,3 ppt pro 26 prvků dle SEMI, kromě bóru (1,1 ppt), splňujících ASTM D5127-13 a SEMI F63-0521 požadavky. Studie space charge potvrdila, že lehké ionty (např. Li, B) jsou defokusovány více než těžké, což vysvětluje obvyklý tvar hmotnostně-odezvové křivky. Optimalizovaná geometrie konusů a čoček významně minimalizuje prostorový náboj a zlepšuje přenos až o desítky procent. Nové easy-fit hadičky přinášejí nižší únik kovů, rychlejší stabilizaci průtoku a zvýšenou produktivitu laboratorních workflow.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost spolehlivého stanovení ultratrace kontaminant ve vysoce čistých médiích bez nutnosti složitého chlazení plazmatu.
• Zvýšení citlivosti a snížení detekčních limitů při rutinní i speciální analýze prvků v polovodičovém i environmentálním sektoru.
• Zjednodušení údržby a objednávání spotřebního materiálu díky barevným identifikátorům a online průvodcům.
• Rychlé přizpůsobení se novým legislativním požadavkům (např. Baby Food Safety Act) a standardům ISO/EPA.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj vícefázových kolizně-reakčních režimů pro potlačení složitých interferencí (polymery, matrice s vysokým obsahem soli).
• Integrace plně automatizovaných vzorkovačů a digitálních objednávkových systémů pro spotřební materiál.
• Využití umělé inteligence pro optimalizaci provozních parametrů a prediktivní údržbu ICP-MS systémů.
• Rozšíření aplikací do farmacie, biochemie a nukleární analýzy za současného zpřísňování legislativních limitů.

Závěr

Aktuální vydání Agilent ICP-MS Journal přináší komplexní přístup ke zvýšení výkonnosti hmotnostních spektrometrů s plazmatem. Klíčové inovace v oblasti optiky, kolizně-reakční buňky, režimů plazmatu i spotřebního materiálu umožňují dosahovat nejnižších detekčních limitů, zajišťují robustnější provoz v různorodých matricích a usnadňují laboratorní workflow. Tím se výrazně rozšiřují analytické možnosti v průmyslu i akademickém výzkumu.

Reference

• Sakai K., Shimamura Y. Determination of Ultratrace Elements in High Purity Water by ICP-QQQ, Agilent Technologies, application note 5991-7701EN.
• ASTM D5127-13 (2018) a SEMI F63-0521 (2021) – požadavky na ultrapure water v polovodičovém průmyslu.
• McCurdy E. Space Charge in ICP-MS: Causes and Analytical Implications, Agilent Technologies, 2021.
• Agilent ICP-MS Consumables Workflow Guide for Water Analysis, 5994-3274EN.
• Agilent Application Note: Analysis of Heavy Metals in Baby Food, 5994-3713EN.