Resolving the challenges of analyzing samples with high and variable matrix content using Argon Gas Dilution (AGD) with ICP-MS

Význam tématu

ICP-MS je díky své vysoké citlivosti klíčovou metodou pro stanovení stopových prvků, avšak konvenční limit rozpustných minerálních látek (TDS) do 0,2 % (m/v) omezuje její aplikaci na vzorky s vyšším obsahom matrice. Pro mnohé laboratoře je proto důležité najít řešení, které umožní přímou analýzu vzorků s vyšším TDS bez manuálních ředění, a tím zvýšit průchodnost, snížit riziko kontaminace a omezit údržbu.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje Argon Gas Dilution (AGD) jako integrovanou funkci na přístrojích Thermo Scientific iCAP RQ, iCAP TQe a iCAP TQ ICP-MS. Cílem je demonstrovat:

• princip online ředění vzorku argonem přímo v přístroji,
• efektivitu rozkladu matrice a snížení ukládání na konách,
• možnosti přímé analýzy vzorků s TDS až do 25 % bez předchozího ředění.

Použitá metodika a instrumentace

Pro AGD se v přívodu vzorku snižuje průtok nebulizačního plynu a současně se dopouští přídavný proud argonu z interního hmotového průtokového regulátoru. Celkový tok plynu do plazmatu zůstává konstantní, což zajistí robustní, sušší plazma s oxidu ceru/cer ratio < 0,5 %. Pro odstranění interferencí lze využít režimy:

• Single Quad KED (He),
• Triple Quad s reaktivními plyny (O₂, H₂, NH₃).

Instrumentace:

• Thermo Scientific iCAP RQ ICP-MS
• Thermo Scientific iCAP TQe a iCAP TQ ICP-MS
• Volitelné skimmrové kužele Qnova Series pro vzorky s 0,5–1 % TDS
• V-groove nebulizér pro matice až 25 % TDS

Hlavní výsledky a diskuse

• Analýza 171 vodních vzorků (pitné, povrchové, mořské) bez manuálního ředění: interní standardy v rozmezí 69–122 % recovery přes 9 h sekvencí.
• Stanovení stopových kovů v estuárových vodách (CASS CRM) s přesností > 90 % (Cd, Pb, As) metodou standard addition.
• Analýza 283 potravinových digesátů během 14 h s dodržením QC kritérií 80–120 % recovery.
• Stanovení impurit v roztocích s 1 000–8 000 mg·L^–1 Ni s recov. 80–120 %.
• Úspěšná analýza vzorků s až 25 % TDS s V-groove nebulizérem: interní standardy 70–120 % stability přes 4,5 h.

Přínosy a praktické využití metody

AGD umožňuje eliminovat manuální ředění: vzorky se analyzují „as received“, snižují se úpravy v laboratoři, riziko kontaminace i frekvence servisních zásahů. Robustní plazmatické podmínky zvyšují průchodnost a stabilitu signálu, zatímco snížená depozice matrice prodlužuje životnost konusů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace řízení argonových proudů pro dynamické přizpůsobení ředění jednotlivým vzorkům v sekvenci.
• Integrace AGD s pokročilou softwarovou diagnostikou a umělou inteligencí pro optimalizaci plazmatických parametrů v reálném čase.
• Rozšíření aplikací na složitější matice (biologické odběry, průmyslové procesní vzorky) a vyšší multielementární náročnost.

Závěr

Argon Gas Dilution představuje efektivní řešení pro analýzu vzorků s vysokým obsahem matrice na ICP-MS. Díky jednoduché integraci v přístroji lze bez přerušení sekvence a bez manuálních zásahů dosáhnout vysoké přesnosti, spolehlivosti a průchodnosti analýz až do 25 % TDS.

Reference

1. Thermo Scientific Technical Note 43202: AGD na iCAP RQ ICP-MS.
2. Thermo Scientific Application Note 44417: Stopové prvky v estuárových vodách, TQ-ICP-MS.
3. Thermo Scientific Application Note 44495: Multi-elementární stanovení v povrchových a mořských vodách.
4. Thermo Scientific Application Note 44448: Přímá analýza environmentálních vzorků s AGD.
5. Thermo Scientific Application Note 44474: Zvýšení throughput při analýze kovů v potravinách.
6. Thermo Scientific Application Note 44463: Stanovení impurit v rafinovaném niklu.
7. Thermo Scientific Application Brief 43327: Přímá analýza 25 % NaCl matice s AGD.