High-Throughput Semiquantitative Screening of Ambient Air Samples by ORS-ICP-MS and Integrated Sample Introduction System (ISIS)

Význam tématu

Analýza stopových kovu v ovzduší poskytuje klíčové informace o znečištění a zdrojích polutantu. Schopnost zpracovat velké množství vzorku rychle zvyšuje efektivitu monitorovacích programů a snižuje náklady s nimi spojené.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout metodu semikvantitativní analýzy pro 2500 vzorků ovzduší s využitím ORS ICP MS v kombinaci s integrovaným systémem zavádění vzorku ISIS. Projekt si kladl za cíl dosáhnout analýzy jednoho vzorku za přibližně jednu minutu a celkové doby zpracování do dvou týdnů.

Použitá metodika a instrumentace

• SpinCon Advanced Air Sampler pro mokré koncentrování částic rychlostí 450 L za minutu do 10 mL kolekčního roztoku
• Agilent 7500c Octopole Reaction System ICP MS v semikvantitativním režimu
• Integrovaný systém ISIS pro segmentovaný tok s konstantním průtokem
• Režim helium collision pro potlačení polyatomových interferencí
• Klíčové instrumentální parametry zahrnují RF výkon 1500 W a teplotu cyklonové komory 7 stupňů Celsia
• Příprava vzorků v 1 procentu kyseliny dusičné pro rozpuštěné a extrahovatelné frakce

Hlavní výsledky a diskuse

• Obnova certifikovaných hodnot v NIST SRM 1643e dosahovala 81 až 110 procent s RSD do 25 procent
• Průměrný cyklus na vzorek byl zkrácen na 70 sekund, což umožnilo denní kapacitu kolem 540 vzorků
• Minerální prvky Mg Ca Na K tvořily více než 98 procent celkového obsahu
• Urbánní částice vykazovaly zvýšené koncentrace Al Fe Zn v rozmezí od 0,5 mg/L výše
• Extrahovatelné frakce vždy ukázaly vyšší koncentrace než rozpuštěné frakce

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlá průzkumná měření v komplexních a neznámých matricích bez předběžné kalibrace pro každý prvek. Snížení počtu replikací a kratší integrační doby vedou k vyšší vzorkovací kapacitě a nižším provozním nákladům.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření pro kvantitativní analýzy s využitím helium collision a CRC technologií pro náročné matrice
• Další zrychlení segmentovaného zpracování vzorku a minimalizace doby výměny ventilů
• Aplikace v leteckém a vodním monitorování či v potravinářské kontrole

Závěr

Semikvantitativní screening vzorků ovzduší kombinující ORS ICP MS a ISIS prokázal vysokou robustnost, stabilitu a schopnost splnit časové požadavky projektu při zachování přiměřené analytické přesnosti.

Reference

• NIST SRM 1643e Trace Elements in Water