ACS: Best practices to simplify environmental sample analysis by ICP-MS
Prezentace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Environmentální elementární analýza pomocí ICP-MS je klíčová pro legislativní monitorování pitné vody, odpadních vod, povrchových vod a půd. Stanovení stopových a ultra-stopových koncentrací kovů zajišťuje ochranu zdraví, zemědělské kvality půdy i správné nakládání s průmyslovými odpady. Legislativa jako Safe Drinking Water Act, Clean Water Act a řada UCMR pravidel vyžaduje spolehlivá data o obsahu prvků, což klade vysoké nároky na citlivost, přesnost a robustnost analytické metody.
Autoři představují komplexní přístup k zefektivnění workflow od přípravy vzorků přes optimalizaci ICP-MS až po pokročilou kontrolu kvality a řešení problémů. Studie se zaměřuje na:
Pro mineralizaci složitých matric byly porovnány konvenční horká plotna/blok a mikrovlnné digesce (CEM Mars 6 podle EPA 3051a). Vzorky a standardy se připravovaly v metal-free plastových nádobách s vysokou čistotou činidel a vody typu I. Pro automatizaci byly nasazeny autosamplery Teledyne CETAC ASX se systémem SDX/LD a Elemental Scientific FAST/prepFAST pro rychlou výměnu vzorků a inline ředění. Analytická jádra tvoří Thermo Scientific iCAP RQ ICP-MS (SQ-KED + LMCO) a iCAP TQ ICP-MS (O₂-mass shift, on-mass), vybavené QCell™ CRC technologií, Argon Gas Dilution modulem a systémem Intelligent Mass Selection. Softwarově je vše řízeno platformou Qtegra ISDS včetně asistenta Reaction Finder pro automatizované návrhy režimů odstraňování interferencí.
Integrace mikrovlnné digesce zkrátila přípravu vzorků z hodin na desítky minut. Autosamplery s autodilucí snížily manuální operace a riziko cross-kontaminace. Použití KED+LMCO odstranilo polyatomické interference a AGD zajistil stabilní analýzu vysokomatricových vzorků (třesť, mořská voda). Triple quadrupole režimy s kyslíkem dosáhly limitů detekce v řádu stovek femtogramů a potlačily izobarické a dvojtovárně vzniklé interference. Reaction Finder automaticky navrhl optimální plynné a kvadrupólové podmínky pro více než 70 prvků, čímž se zkrátil čas vývoje metody o desítky procent.
Implementované postupy vedou k:
Další rozvoj směřuje k plné automatizaci on-line digestion-ICP-MS, využití umělé inteligence pro predikci interferencí, vzdálenému monitoringu stavu přístrojů v cloudu a rozšíření triple quadrupole režimů o nové reaktivní plyny. Důležitá je také adaptace pro field deployable systémy pro nepřetržitý environmentální monitoring.
Kombinace optimalizované přípravy vzorků, automatizované sample handling platformy a moderních ICP-MS technologií výrazně zjednodušuje a zrychluje environmentální analýzu stopových prvků. Tento integrovaný přístup plní legislativní požadavky, zvyšuje spolehlivost výsledků a šetří čas i náklady.
ICP/MS, ICP/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific, Elemental Scientific
Souhrn
Význam tématu
Environmentální elementární analýza pomocí ICP-MS je klíčová pro legislativní monitorování pitné vody, odpadních vod, povrchových vod a půd. Stanovení stopových a ultra-stopových koncentrací kovů zajišťuje ochranu zdraví, zemědělské kvality půdy i správné nakládání s průmyslovými odpady. Legislativa jako Safe Drinking Water Act, Clean Water Act a řada UCMR pravidel vyžaduje spolehlivá data o obsahu prvků, což klade vysoké nároky na citlivost, přesnost a robustnost analytické metody.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři představují komplexní přístup k zefektivnění workflow od přípravy vzorků přes optimalizaci ICP-MS až po pokročilou kontrolu kvality a řešení problémů. Studie se zaměřuje na:
- standardizaci a minimalizaci kontaminace při manipulaci se vzorky,
- urychlení mineralizačních postupů (horká plotna, blok, mikrovlny),
- automatizaci dávkování a autodiluci,
- využití moderních ICP-MS technologií včetně kolizně-reakčních buněk a triple quadrupole režimů,
- intuitivní softwarové nástroje pro vývoj metod a zajištění shody s EPA standardy.
Použitá metodika a instrumentace
Pro mineralizaci složitých matric byly porovnány konvenční horká plotna/blok a mikrovlnné digesce (CEM Mars 6 podle EPA 3051a). Vzorky a standardy se připravovaly v metal-free plastových nádobách s vysokou čistotou činidel a vody typu I. Pro automatizaci byly nasazeny autosamplery Teledyne CETAC ASX se systémem SDX/LD a Elemental Scientific FAST/prepFAST pro rychlou výměnu vzorků a inline ředění. Analytická jádra tvoří Thermo Scientific iCAP RQ ICP-MS (SQ-KED + LMCO) a iCAP TQ ICP-MS (O₂-mass shift, on-mass), vybavené QCell™ CRC technologií, Argon Gas Dilution modulem a systémem Intelligent Mass Selection. Softwarově je vše řízeno platformou Qtegra ISDS včetně asistenta Reaction Finder pro automatizované návrhy režimů odstraňování interferencí.
Hlavní výsledky a diskuse
Integrace mikrovlnné digesce zkrátila přípravu vzorků z hodin na desítky minut. Autosamplery s autodilucí snížily manuální operace a riziko cross-kontaminace. Použití KED+LMCO odstranilo polyatomické interference a AGD zajistil stabilní analýzu vysokomatricových vzorků (třesť, mořská voda). Triple quadrupole režimy s kyslíkem dosáhly limitů detekce v řádu stovek femtogramů a potlačily izobarické a dvojtovárně vzniklé interference. Reaction Finder automaticky navrhl optimální plynné a kvadrupólové podmínky pro více než 70 prvků, čímž se zkrátil čas vývoje metody o desítky procent.
Přínosy a praktické využití metody
Implementované postupy vedou k:
- výraznému zvýšení průchodnosti laboratoře,
- nižšímu počtu opakovaných analýz a nákladům na spotřební materiál,
- jednoznačné shodě s EPA metodami 200.8, 6020B a 3051a,
- vysoké reprodukovatelnosti a důvěryhodnosti výsledků v náročných maticích.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj směřuje k plné automatizaci on-line digestion-ICP-MS, využití umělé inteligence pro predikci interferencí, vzdálenému monitoringu stavu přístrojů v cloudu a rozšíření triple quadrupole režimů o nové reaktivní plyny. Důležitá je také adaptace pro field deployable systémy pro nepřetržitý environmentální monitoring.
Závěr
Kombinace optimalizované přípravy vzorků, automatizované sample handling platformy a moderních ICP-MS technologií výrazně zjednodušuje a zrychluje environmentální analýzu stopových prvků. Tento integrovaný přístup plní legislativní požadavky, zvyšuje spolehlivost výsledků a šetří čas i náklady.
Reference
- US EPA Method 3051a: Microwave Assisted Acid Digestion of Sediments, Sludges, Soils, and Oils
- US EPA Method 200.8: Determination of Trace Elements by ICP-MS
- US EPA Method 6020B: Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry
- Safe Drinking Water Act (SDWA), Clean Water Act (CWA), Unregulated Contaminant Monitoring Rule (UCMR)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
GCC: Best practices for the analyses of complex samples by ICP-OES and ICP-MS: Streamline workflow for accurate results
2022|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Best practices for the analyses of complex samples by ICP-OES and ICP-MS: Streamline workflow for accurate results Mike Mourgas Sr. Application Scientist Trace Elemental Analysis The world leader in serving science 1 [email protected] | 12-October-2022 Elemental analysis in the petrochemical…
Klíčová slova
torch, torchsample, sampleicp, icpnebulizer, nebulizertricks, trickstips, tipschamber, chamberspray, sprayaddressing, addressingcyclonic, cyclonicchallenges, challengesbest, bestsamples, samplesmatrix, matrixdigestion
Rolling over interferences: How triple quadrupole ICP-MS facilitates the analysis of challenging samples for electric vehicles
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
Industrial Rolling over interferences: How triple quadrupole ICP-MS facilitates the analysis of challenging samples for electric vehicles Tomoko Vincent1, Sukanya Sengupta1, Bhagyesh Surekar1, Simon Nelms2, Daniel Kutscher1 1: Thermo Fisher Scientific, Hanna-Kunath-Straße 11, Bremen, Germany, 28199 2: Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
icp, icpcathode, cathodencm, ncminterferences, interferencesselenium, seleniumquadrupole, quadrupolebattery, batterytorch, torchdifficult, difficultelements, elementstriple, tripleked, kedsilicon, silicontqe, tqematerials
iCAP TQ ICP-MS Applications Compendium
2019|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of Contents Introduction Environmental and Food Analysis Clinical and Biological Geological Metallurgical Pharma and Nutraceutical Semiconductor Advanced Applications Videos and Useful Links Customer Testimonials iCAP TQ ICP-MS Applications Compendium Table of Contents Introduction Environmental and Food Analysis Table of…
Klíčová slova
semiconductor, semiconductortestimonials, testimonialsultratrace, ultratracegeological, geologicalnutraceutical, nutraceuticalelements, elementsmetallurgical, metallurgicalicp, icpicap, icapked, kedvideos, videoslinks, linksenvironmental, environmentalpharma, pharmaautodilution
Build a Better ICP-MS Workflow
2019|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Build a Better ICP-MS Workflow Mike Mourgas – Application Scientist – TEA Keith MacRenaris, PhD – Application Scientist – TEA Sabrina Antonio – Regional Marketing Manager – TEA The world leader in serving science Build a Better ICP-MS Workflow –…
Klíčová slova
icp, icpqtegra, qtegraautodilution, autodilutioninterference, interferenceautotuning, autotuningfinder, finderworkflow, workflowisds, isdsconfigurator, configuratortriple, tripleicap, icapremoval, removalked, kedthermo, thermofront