Achieving Optimum Throughput in ICP-MS Analysis of Environmental Samples with the Agilent 7500ce ICP-MS

Význam tématu

ICP-MS je široce uplatňovaná technika při analýze stopových prvků v životním prostředí. S rostoucími požadavky na rychlost a efektivitu analýz se stává klíčovou optimalizace throughput, tedy zkrácení doby jedné analýzy bez kompromisů na citlivosti a spolehlivosti výsledků.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na maximalizaci počtu analyzovaných vzorků za jednotku času pomocí Agilent 7500ce ICP-MS. Hlavní cíle:

• Porozumět procesům vstupu vzorku (uptake) a jeho vyplachování (rinse out).
• Optimalizovat konvenční systém zavádění vzorku pro zvýšení produktivity.
• Snížit dobu akvizice dat využitím inteligentních funkcí softwaru.
• Ověřit výkon na běžné sadě 21 EPA prvků, 5 minerálů a interních standardů v různých matricích.

Použitá metodika

Metodika zahrnuje:

• Optimalizaci rozvodu kapaliny: minimalizace objemu vedení a vnitřní plochy cev, výběr hadiček peristaltického čerpadla (0,64–1 mm ID) s korekcí rychlosti čerpadla.
• Implementaci režimů Pre-emptive Rinse a Intelligent Rinse v Agilent ChemStation B.03.03 pro eliminaci neproduktivního času.
• Zkrácení doby akumulace signálu: inteligentní časování kvadropletu a nízkovoltové ORS (Octopole Reaction System) s malým buňkovým objemem pro rychlé přepínání plynů.

Použitá instrumentace

• ICP-MS Agilent 7500ce s ORS (Octopole Reaction System).
• Autosampler s peristaltickým čerpadlem a výměnnými hadičkami PVC.
• Software Agilent ChemStation verze B.03.03.

Hlavní výsledky a diskuse

Kombinací optimalizovaného vedení vzorku, režimů Pre-emptive a Intelligent Rinse a zkrácené akvizice dat se dosáhlo průměrné doby analýzy 4,5 minuty na vzorek při plné sadě analyzovaných prvků.

• Pre-emptive Rinse ušetřil až 60 s na vzorek a snížil množství matrice až o 20 %.
• Intelligent Rinse adaptivně ukončuje vyplachování ihned po dosažení prahových hodnot pozadí, čímž odstraňuje zbytečné prostoje.
• Detekční limity (MDL) na úrovni ppt byly dosaženy i pro velmi paměťově náchylné prvky (Hg, Ag, Sb, Mo).
• Při použití jedné fáze ORS lze průměrnou dobu zkrátit pod 3 minuty.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zvýšení počtu vzorků na směnu a efektivní využití času instrumentalisty.
• Snížení nákladů na údržbu díky nižšímu zatížení plazmy matricí.
• Spolehlivé stanovení prvků i za přítomnosti matrice bez rizika carryover.
• Aplikace v oblasti vodního hospodářství, odpadového inženýrství, průmyslové kontroly aj.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj pokročilých režimů pro prediktivní řízení rinse a optimalizaci času v reálném čase.
• Rozšíření aplikací na potravinářské, farmaceutické a biochemické vzorky.
• Integrace umělé inteligence pro automatické ladění parametrů.
• Modulární automatizační systémy pro bezobslužný provoz.

Závěr

Optimalizace systému zavádění vzorku, kombinace režimů Pre-emptive Rinse a Intelligent Rinse spolu se zkrácenou akvizicí dat umožnila až o 50 % rychlejší analýzy bez ztráty citlivosti. Implementace na Agilent 7500ce ICP-MS zajišťuje robustní, rychlé a spolehlivé stanovení širokého spektra prvků v náročných environmentálních matricích.