Thermo Scientific ARL QUANT’X

Význam tématu

Energy Dispersive X-ray Fluorescenční (EDXRF) spektrometrie patří mezi klíčové nedestruktivní metody rychlé kvantitativní analýzy prvků v široké škále materiálů. Uplatňuje se v kriminalistice, screeningových testech RoHS a WEEE, monitoringu olejů a maziv, analýze částic na filtrech, potravinářské a spotřebitelské bezpečnosti, zpracování cementu, alternativních paliv, rud, slág a v gemologii.

Cíle a přehled studie / článku

Tento text představuje modernizovaný spektrometr Thermo Scientific ARL QUANT’X EDXRF. Cílem je ukázat jeho vylepšenou efektivitu, snadnou obsluhu a snížené provozní náklady. Instrument kombinuje pokročilou hardware architekturu se specializovaným softwarem a modulárním designem pro řešení náročných analytických úkolů v laboratoři i v průmyslovém provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika je založena na excitaci vzorku výkonnou rentgenovou trubicí (50 W) a detekci emisních rentgenových paprsků vysoce výkonným SDD detektorem chlazeným termoelektrickým modulem. Klíčové prvky instrumentace:

• Silicon drift detector s grafenovým nebo berylliovým okénkem pro detekci prvků od uhlíku po americium
• Volitelné kolimátory pro paprsek od 1 do 15 mm a CCD kamera pro vizuální zaměření oblasti měření
• Atmosféry vzorkovací komory: vzduch, helium, vakuum či inertní plyn s chemicky odolnou vložkou
• Modulární velkokapacitní komorové systémy a automatické měniče 10 a 20 pozic pro šaržové analýzy
• Software WinTrace pro komplexní řízení měření, pokročilou dekonvoluci spekter, driftovou korekci a LIMS integraci (TRACEcom)
• UniQuant standard-less analýza umožňující kvantifikaci bez kalibračních standardů

Hlavní výsledky a diskuse

Spectrometr ARL QUANT’X dosahuje vysoké citlivosti (<1 ppm až 100%) a krátkých dob měření (10–60 s). Při zachování rozlišení 135 eV FWHM na linii Mn Kα a příchozím počtu počtů nad 200 000 cps nabízí vynikající statistiku a přesnost. Grafenové okénko významně zlepšuje detekční limity pro lehké prvky (F, Na, Mg) a rozšiřuje rozsah detekce až na uhlík. Pokročilé algoritmy WinTrace zajišťují automatické vyhodnocení souběžných píků, sum píků a pozadí, s možností zpětného přepočtu spekter a offline optimalizace metod.

Přínosy a praktické využití metody

EDXRF s ARL QUANT’X přináší: vysokou produktivitu a flexibilitu díky automatickým měničům a velké komoře, nízkou údržbu a robustní konstrukci, snadnou integraci do LIMS, multijazyčné prostředí a uživatelsky přívětivé rozhraní vhodné i pro operátory s minimální zkušeností. V praxi se uplatní při kontrole surovin, analýze koncových výrobků, ekologických testech a v životním prostředí, stejně jako v rutinní kvalitativní i kvantitativní laboratorní praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj EDXRF směřuje k dalšímu zrychlení analýz, vyšší automatizaci a miniaturizaci instrumentů, rozvoji mikroanalytických modulů pro mapování rozložení prvků, rozšíření standard-less protokolů a využití strojového učení pro pokročilé vyhodnocení spekter. Kombinace EDXRF s dalšími hmotnostními a spektroskopickými technikami zvýší informační hodnotu výsledků.

Závěr

Thermo Scientific ARL QUANT’X EDXRF spektrometr představuje kompaktní, vysoce výkonné a flexibilní řešení pro elementární analýzu. Díky moderním detektorům, agilnímu softwaru a modulární koncepci poskytuje přesné, rychlé a snadno reprodukovatelné výsledky napříč řadou aplikací.

Reference

Thermo Fisher Scientific. ARL QUANT’X Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer Application Note. 2022.