iCAP TQ ICP-MS Applications Compendium

Význam tématu

Induktivně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie ve verzi triple kvadrupólu (ICP-MS TQ) představuje výkonný nástroj pro současné stanovení stopových a hlavních prvků v různých oborech – od ochrany životního prostředí, přes potravinářskou bezpečnost, klinickou a geologickou analýzu až po metalurgii, farmaceutiku či polovodiče. Díky schopnosti odstraňovat jak polyatomické, tak dvounásobně nabité rušivé ionty a širokému dynamickému rozsahu zajišťuje vysokou citlivost, spolehlivost a produktivitu rutinních i pokročilých analýz.

Cíle a přehled studie / článku

Tento kompendium aplikačních poznámek shrnuje schopnosti systému Thermo Scientific iCAP TQ ICP-MS s autodilucí (prepFAST) a softwarovou podporou Reaction Finder. Cílem je demonstrovat:

• rychlou a automatizovanou multielementární analýzu v různých matricích,
• efektivní odstranění spektrálních interferencí pomocí CRC v režimech He-KED, H₂, O₂,
• přímé stanovení stopových prvků ve vodách vysoké soli bezředění argonem,
• analýzu potravin, surovin a životního prostředí s nízkými limity detekce a vynikajícími shodami s referenčními materiály.

Použitá metodika a instrumentace

Systém iCAP TQ ICP-MS v kombinaci se špičkovou autodilucí prepFAST a softwarem Qtegra ISDS nabízí:

• předfiltraci iontového svazku kvadrupólem Q1 (inteligentní volba hmotnosti iMS),
• reakční buňku CRC s plyny He, H₂ nebo O₂ pro kinetickou a chemickou diskriminaci interferencí,
• volbu režimu SQ-STD, SQ-KED (He), SQ-H₂ (H₂) a TQ-O₂ (O₂) dle analyty,
• automatické ladění autotune a výběr optimálních parametrů (Reaction Finder),
• integrovanou inline autodiluci pro flexibilní zředění vzorků a přísad interních standardů bez přerušení měření,
• vysokorychlostní dávkování a krátké doby odběru i vyplachování (<3 minuty na vzorek).

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukazují:

• v potravinářských vzorcích (CRM listy jablek a rajčat) dosaženy limity detekce na úrovni jednotek ng·kg⁻¹, spolehlivé shody 93–114 % oproti certifikátům,
• v geologických matricích (andesit AGV-1, mořské sedimenty) přesné stanovení As, Se, Pb, U s recoveries 98–101 %,
• přímá analýza brakických vod Gironde Estuary bez předchozího ředění – QC recoveries 89–114 % pro Cd, Cu, Zn, As, Pb,
• monitoring 68 prvků ve vzorcích povrchových a odpadních vod s limity kvantifikace splňujícími legislativní požadavky (30 % EQS),
• stabilní interní standard (Rh) během měřicí série (>7 hodin) s variabilitou 80–110 %,
• mass shift O₂ režim účinně odstraňuje dvounásobně nabité ionty prvků vzácných zemin rušící As a Se.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• jediné měření pro celou škálu prvků a koncentrací,
• minimální manuální přípravu vzorku a snížení labor. chyb díky autodiluci,
• významné zkrácení času analýzy a zvýšení průtoku,
• kompletní odstranění spektrálních interferencí i v komplexních matricích,
• splnění přísných požadavků regulace pro pitné vody, odpadní vody a monitorování životního prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• speciační analýza a bioobrazování elementů (LA-ICP-MS TQ),
• stanovení jednotlivých nanočástic a izotopického složení,
• integrace real-time monitorovacích systémů s autodilucí pro kontinuální sledování kvality vod,
• rozšíření legislativních limitů o nové priority (např. radionuklidy, vzácné zeme),
• pokročilá chemometrie a strojové učení pro optimalizaci metody a automatické vyhodnocení dat.

Závěr

Thermo Scientific iCAP TQ ICP-MS vybavené Reaction Finderem a inline autodilucí prepFAST poskytuje univerzální, vysoce robustní a citlivou platformu pro rutinní i výzkumné multielementární analýzy v potravinách, vodách, geologických a průmyslových matricích s minimem rušivých vlivů a vysokou reprodukovatelností.

Reference

• Dabrin, A. et al. Improving estuarine net flux estimates for dissolved cadmium export at the annual timescale: Application to the Gironde Estuary. Estuar. Coast. Shelf Sci. 84, 429–439 (2009).
• Jouanneau, J.M., Boutier, B., Latouche, C., Phillips, I. Cadmium in the Gironde fluvio-estuarine system: behaviour and flow. Sci. Total Environ. 97/98, 465–469 (1990).
• Lanceleur, L. et al. Long-term (30 years) records and relationships of cadmium and silver contamination in sediment and oysters from the Gironde continuum. Chemosphere 85, 1299–1305 (2011).
• USGS. Geochemical reference standards for andesite (AGV-1). Crustal Geochemistry Data.
• Thermo Fisher Scientific. Total elemental analysis of food samples using the iCAP TQ ICP-MS with autodilution.
• Thermo Fisher Scientific. Accurate determination of arsenic and selenium in environmental samples using the iCAP TQ ICP-MS.