Triple Quadrupole ICP-MS or High Resolution ICP-MS? Which Instrument is Right for Me?

Význam tématu

Analytická přesnost a spolehlivost ultrastopové detekce prvků v komplexních vzorcích závisí na účinném potlačení kovových a polyatomárních interferencí. Volba vhodné technologie ICP-MS je klíčová pro minimalizaci nejistot a dosažení nízkých detekčních limitů při široké škále aplikací od geochemie po klinický výzkum.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je porovnat principy, výhody a omezení dvou přístrojových přístupů: triple kvadrupletní ICP-MS (TQ-ICP-MS) s reaktivní kolizní/reakční celou a magnetického sektoru pro vysoké rozlišení (HR-ICP-MS). Studie ukazuje, kdy je vhodnější každá z těchto technologií při řešení spektrálních interferencí.

Použitá metodika a instrumentace

• TQ-ICP-MS: tři kvadrupóly Q1 selektuje analyzát a interferenci, Q2 (CRC) provádí kolize nebo chemické reakce s plyny (He, H₂, NH₃, O₂) pro odstranění interferencí, Q3 izoluje produktní iont pro měření. Režimy on-mass a mass-shift umožňují odstraňování overlapů (např. ⁴⁰Ar⁺ na ⁴⁰Ca⁺, ⁴⁸Ca⁺/³¹P¹⁶O⁺ na ⁴⁸Ti⁺).
• HR-ICP-MS: magnetický sektor nasměruje ionty po zakřivené dráze podle m/z, doplněný elektrostatickým analyzátorem a fyzickými štěrbinami. Umožňuje rozlišení až 10 000 (tj. oddělení rozdílů 0,005 u), bez potřeby kolizního buzení.
• Typy přístrojů: Thermo Scientific Element 2 a Element XR (HR-ICP-MS), Thermo Scientific iCAP TQ-ICP-MS (s Qtegra ISDS a ChromControl pro IC, LC, GC a laserovou ablaci).

Hlavní výsledky a diskuse

• HR-ICP-MS spolehlivě odděluje těžkořešitelné interferenční dvojice (např. ⁵⁶Fe⁺ vs. ⁴⁰Ar¹⁶O⁺, ⁴⁷Ti⁺ vs. polyatomární ionty) při středním až vysokém rozlišení (m = 400–4000).
• TQ-ICP-MS řeší interferenční dvojice i nad rámec m/z schopností HR-ICP-MS (např. MoO⁺ vs. Cd⁺, ⁹⁰Zr⁺ vs. ⁹⁰Sr⁺) chemickou transformací do nových m/z hodnot.
• HR-ICP-MS nabízí až 10× vyšší citlivost a širší lineární dynamický rozsah (sub-pg·L⁻¹ až % koncentrace), zatímco TQ-ICP-MS poskytuje vyšší provozní flexibilitu přepnutím na režim single-quadrupole.

Přínosy a praktické využití metody

• HR-ICP-MS: vhodné pro vysoce přesná stanovení nezařazených prvků, přesné izotopové poměry a nízké až střední rozlišení v geologii, jaderném průmyslu, polovodičovém průmyslu, environmentální a klinické výzkumy.
• TQ-ICP-MS: ideální pro rutinní aplikace s rozmanitými interferencemi, širší škálu řešených problémů díky reaktivním plynům, snadnou integraci s chromatografií a laserovou ablací, vhodné pro QA/QC v průmyslu i životním prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zvyšování citlivosti a rozlišení, rozvoj sub-ppq detekčních limitů u HR-ICP-MS.
• Integrace nových plynů a modulů pro kolizní/reakční buňky u TQ-ICP-MS, automatizace a výpočetně podpořená optimalizace metod.
• Rozšíření uplatnění v klinické diagnostice, farmaceutickém výzkumu, ultračistých materiálech a mikrospektrometrii s vysokým rozlišením.

Závěr

Volba mezi TQ-ICP-MS a HR-ICP-MS závisí na typu interferencí, požadavcích na detekční limity, citlivost a provozní flexibilitu. HR-ICP-MS exceluje ve vysokém rozlišení a přesné izotopové analýze, zatímco TQ-ICP-MS poskytuje univerzální řešení pro náročné interference pomocí reaktivních plynů.

Reference

• IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (Gold Book), Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). doi:10.1351/goldbook.