The ultratrace determination of iodine 129 in aqueous samples using the 7700x ICP-MS with oxygen reaction mode
Aplikace | 2013 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Detekce ultrastopového množství radionuklidu jódu-129 v kapalných vzorcích má klíčový význam pro environmentální monitoring a jadernou bezpečnost. Díky dlouhému poločasu rozpadu (15,7 milionu let) zůstává 129I v přírodních vodách desetiletí po jaderném testování či průmyslových haváriích. Spolehlivé a rychlé stanovení nízkých koncentrací je proto nezbytné pro hodnocení contaminace a sledování dlouhodobých ekologických rizik.
Studie se zaměřila na optimalizaci kvadrupólové ICP-MS (Agilent 7700x) s Octopole Reaction System (ORS3) v režimu reakce s kyslíkem za účelem úplného odstranění rušivého signálu 129Xe a polyatomové interference 127IH2+ při stanovení 129I. Hlavním cílem bylo dosáhnout detekční mezí v řádu jednotek ppt, minimalizovat přípravu vzorků a maximalizovat průchodnost analýz.
Pro analýzu byly použity vodné standardy NIST SRM 3231 (level I, II). Vzorky se ředily 0,5 % roztokem tetramethylamonného hydroxidu (TMAH) pro stabilizaci jódu. ICP-MS 7700x bylo vybaveno buněčným systémem ORS3 provozovaným v režimu reakce s kyslíkem a přídavným heliem pro snížení širokého flektu hmotového spektra.
Optimalizace toku kyslíku v ORS3 vedla k úplnému odstranění signálu 129Xe z Ar plynu a 127IH2+ interference. Nejnižší ekvivalentní koncentrace (BEC) pro 129I činila 1,9 ng/L a detekční hranice (3σ, n=10) dosáhla 1,1 ng/L (1,1 ppt). Kalibrační křivky pro 127I i 129I prokázaly vynikající linearitu (R2 ≥ 0,9998) v širokém rozsahu koncentrací.
Stanovení „intermediálního“ standardu (129I/127I ~ 10-7) a nízkoúrovňového NIST Level II (129I/127I ~ 10-8) potvrdilo přesnost a reprodukovatelnost (RSD < 8 % pro střední úrovně, < 23 % při limitu detekce). Při měření vzorků s vysokým obsahem 127I (88,9 mg/L) nebyl pozorován žádný přesah z 127I na 129I, což svědčí o vynikající selektivitě metody.
Metoda umožňuje rychlé přímé stanovení 129I bez nutnosti složité chemické přípravy vzorků, čímž šetří čas a snižuje riziko kontaminace. Vysoká průchodnost analýz je vhodná pro rutinní monitoring podzemních a povrchových vod, sledování emisí z jaderných zařízení i kontrolu potravinářských výrobků.
Další rozvoj se nabízí ve spojení s předkoncentračními technikami (např. iontová výměna, sorpce na pryskyřice) pro zlepšení citlivosti pod 1 ppt a adaptaci na automatizované vzorkovače. Integrace s hmotnostním spektrometrem vyšší rozlišovací schopnosti by mohla otevřít nové možnosti v multiisotopové analýze jodu a dalších radionuklidů. Uplatnění najde i v mobilních analýzách pro rychlou on-site kontrolu.
Agilent 7700x ICP-MS s ORS3 v kyslíkové reakčním režimu představuje významné vylepšení pro ultrastopové stanovení 129I v kapalných vzorcích. Kompletní odstranění rušivých signálů, detekční limit ~ 1,1 ppt a možnost vysokopropustného provozu bez přípravy vzorků dělají z této metody ideální nástroj pro environmentální a průmyslovou analytiku.
ICP/MS
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Detekce ultrastopového množství radionuklidu jódu-129 v kapalných vzorcích má klíčový význam pro environmentální monitoring a jadernou bezpečnost. Díky dlouhému poločasu rozpadu (15,7 milionu let) zůstává 129I v přírodních vodách desetiletí po jaderném testování či průmyslových haváriích. Spolehlivé a rychlé stanovení nízkých koncentrací je proto nezbytné pro hodnocení contaminace a sledování dlouhodobých ekologických rizik.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na optimalizaci kvadrupólové ICP-MS (Agilent 7700x) s Octopole Reaction System (ORS3) v režimu reakce s kyslíkem za účelem úplného odstranění rušivého signálu 129Xe a polyatomové interference 127IH2+ při stanovení 129I. Hlavním cílem bylo dosáhnout detekční mezí v řádu jednotek ppt, minimalizovat přípravu vzorků a maximalizovat průchodnost analýz.
Použitá metodika a instrumentace
Pro analýzu byly použity vodné standardy NIST SRM 3231 (level I, II). Vzorky se ředily 0,5 % roztokem tetramethylamonného hydroxidu (TMAH) pro stabilizaci jódu. ICP-MS 7700x bylo vybaveno buněčným systémem ORS3 provozovaným v režimu reakce s kyslíkem a přídavným heliem pro snížení širokého flektu hmotového spektra.
- Plazma: výkon 1550 W, sampling depth 8 mm.
- Transportní plyn (Ar) 1,05 L/min, O2 1,01 mL/min, He 4 mL/min.
- Vstřikování vzorku: skleněný konetický nebulizátor, dvouprůchodová sprchová komora chlazená na 2 °C.
- Autotune robustního plazmatu: CeO+/Ce+ ≤ 1 % pro vysokou odolnost vůči matrici.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace toku kyslíku v ORS3 vedla k úplnému odstranění signálu 129Xe z Ar plynu a 127IH2+ interference. Nejnižší ekvivalentní koncentrace (BEC) pro 129I činila 1,9 ng/L a detekční hranice (3σ, n=10) dosáhla 1,1 ng/L (1,1 ppt). Kalibrační křivky pro 127I i 129I prokázaly vynikající linearitu (R2 ≥ 0,9998) v širokém rozsahu koncentrací.
Stanovení „intermediálního“ standardu (129I/127I ~ 10-7) a nízkoúrovňového NIST Level II (129I/127I ~ 10-8) potvrdilo přesnost a reprodukovatelnost (RSD < 8 % pro střední úrovně, < 23 % při limitu detekce). Při měření vzorků s vysokým obsahem 127I (88,9 mg/L) nebyl pozorován žádný přesah z 127I na 129I, což svědčí o vynikající selektivitě metody.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé přímé stanovení 129I bez nutnosti složité chemické přípravy vzorků, čímž šetří čas a snižuje riziko kontaminace. Vysoká průchodnost analýz je vhodná pro rutinní monitoring podzemních a povrchových vod, sledování emisí z jaderných zařízení i kontrolu potravinářských výrobků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj se nabízí ve spojení s předkoncentračními technikami (např. iontová výměna, sorpce na pryskyřice) pro zlepšení citlivosti pod 1 ppt a adaptaci na automatizované vzorkovače. Integrace s hmotnostním spektrometrem vyšší rozlišovací schopnosti by mohla otevřít nové možnosti v multiisotopové analýze jodu a dalších radionuklidů. Uplatnění najde i v mobilních analýzách pro rychlou on-site kontrolu.
Závěr
Agilent 7700x ICP-MS s ORS3 v kyslíkové reakčním režimu představuje významné vylepšení pro ultrastopové stanovení 129I v kapalných vzorcích. Kompletní odstranění rušivých signálů, detekční limit ~ 1,1 ppt a možnost vysokopropustného provozu bez přípravy vzorků dělají z této metody ideální nástroj pro environmentální a průmyslovou analytiku.
Reference
- Enhanced Helium Mode Cell Performance for Improved Interference Removal in ICP-MS. Agilent, 5990-7573EN, Feb. 2011.
- Bienvenue et al., Canadian Journal of Analytical Sciences and Spectroscopy, 49(6):423, 2004.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
The ultratrace determination of iodine 129 using the Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS in MS/MS mode
2012|Agilent Technologies|Aplikace
The ultratrace determination of iodine 129 using the Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS in MS/MS mode Application note Nuclear Authors Yasuyuki Shikamori, Kazumi Nakano, Naoki Sugiyama, and Shinichiro Kakuta Agilent Technologies Tokyo, Japan Introduction Iodine 129 (129I) is a long-lived…
Klíčová slova
cps, cpsabundance, abundancenuclear, nuclearradionuclide, radionuclidesensitivity, sensitivitybenefits, benefitsiodine, iodinegas, gasicp, icpkakuta, kakutathermalize, thermalizereaction, reactionshinichiro, shinichiromode, modecell
WCPS: Determination of Iodine-129 in Aqueous Environmental Samples by ICP-MS with High Energy Oxygen Collision/Reaction Cell Technique. (PC-330)
2011|Agilent Technologies|Postery
Determination of Iodine-129 in Aqueous Environmental Samples by ICP-MS with High Energy Oxygen Collision/Reaction Cell Technique. (PC-330) Kazumi Nakano, Yasuyuki Shikamori, Naoki Sugiyama and Shinichiro Kakuta, Agilent Technologies Inc. European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, Zaragoza Spain Introduction Iodine-129 is…
Klíčová slova
cps, cpsoxygen, oxygenbias, biascell, cellenergy, energyomega, omegacrc, crcentrance, entrancecollision, collisionrnaa, rnaareaction, reactionaverage, averageradiochemical, radiochemicalrsd, rsddeflect
WCPS: Reaction Cell Frontier: Analysis of Radionuclides in Environmental Samples using an Innovative Reaction Cell ICP--MSMS
2012|Agilent Technologies|Postery
Reaction Cell Frontier: Analysis of Radionuclides in Environmental Samples using an Innovative Reaction Cell ICPICP-MS FP09 Yasuyuki Shikamori, Kazumi Nakano, Naoki Sugiyama, and Shinichiro Kakuta, Agilent Technologies. Inc., 9-1 Takakura-cho, Hachioji-shi, Tokyo, 192-0033 JAPAN. Reference Materials and Calibration Standards Introduction…
Klíčová slova
cps, cpsicp, icpiodine, iodinenuclear, nuclearisotopes, isotopesqqq, qqqchamber, chamberrsd, rsdradionuclides, radionuclideslived, livedabundance, abundanceradioactive, radioactiveqms, qmsaverage, averagebec
WCPS: AGILENT 8800 TRIPLE QUADRUPOLE ICP-MS WINTER PLASMA CONFERENCE 2012 POSTERS
2012|Agilent Technologies|Postery
AGILENT 8800 TRIPLE QUADRUPOLE ICP-MS WINTER PLASMA CONFERENCE 2012 POSTERS Compendium Learn more: www.agilent.com/chem/icpqqq 4 WP08: New Reaction Cell ICP-MS with Improved Ion Optics Arrangement and Vacuum System 8 ThP09: Efficient Removal of Polyatomic Ions by ICP-MS Equipped with Novel…
Klíčová slova
icp, icpreaction, reactioncell, cellqqq, qqqicpicp, icpicpmode, modevacuum, vacuumquad, quadcollision, collisionarrangement, arrangementchamber, chamberion, ionbec, becoptics, opticsquadrupole