Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában
AAS ICP-MS ICP-AES
ICP-AES-sel mérhető elemek
ICP-MS-sel mérhető elemek
A zavarások felléphetnek: Mintabevitel közben Lángban/Plazmában Detektálás közben Mintabevitel sebessége változik a mérés alatt Porlasztási hatásfok változik (felületi feszültség, viszkozitás) Memória effektus (átmosódás) Kölcsönhatás a felülettel (visszatartás) A mérendő elem illékonysága a standardban és a mintában különbözik Önabszorpció, fényszóródás (AAS, ICP-AES) Ionizáció mértékének változása Láng/Plazma állapotváltozása a mérés alatt Lerakódások a kónuszon (ICP-MS) Spektrumvonalak átfedése (AAS, ICP- AES) Izobár interferenciák (ICP-MS) Kettős töltésű ionok zavarása (ICP-MS) Többatomos ionok zavarása (ICP-MS) Space charge effect (ICP-MS)
Mintabevitel sebessége változik a mérés alatt Kíméletes szorítás Pumpacső gyakori cseréje Belső standard használata
Porlasztási hatásfok változik (felületi feszültség, viszkozitás) Minta hígítása Belső standard használata
Belső standard (ISTD) használata
Belső standard (ISTD) használata ISTD nélkül ISTD-jel ISTD-vel korrigálva Mg-QC1=94,50 % Y-1=94,71 % Mg-QC1=99,14 % Mg-QC2=103,55 % Y-2=104,54 % Mg-QC2=98,42 %
Memória effektus
Kölcsönhatás a felülettel
Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Lényegében ugyanazon okra vezethetőek vissza: A mérendő komponens olyan formában van az oldatban, ami a mintabeviteli rendszer valamely elemének felületéhez kötődni képes Leggyakoribb példák: B, Mo, Si, As, Sb
Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Lehetséges megoldások: A mérendő komponens kémiai formáját megváltoztatjuk ph-változtatással: 0,1 mol/l NH 4 OH Salétromsav helyett/mellett sósavat használunk Szerves komplexképzőt adagolunk a mintához
Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Általunk alkalmazott kombinált megoldás: 0,25 % mannit adagolása a mintákhoz Ammóniás mosófolyadék használata
A mérendő elem illékonysága a standardban és a mintában különbözik Főleg alacsony koncentrációk mérésénél okoz problémát Megoldási lehetőségek hasonlóak, mint az előző pontban: Meg kell változtatni a mérendő komponens kémiai formáját, vagy olyan vegyülettel kell kalibrálni, mint amilyen formában a mintában is található a mérendő elem
Önabszorpció, fényszóródás Főként a plazma hideg végében jelentkezik Megoldás: A plazma hideg végének elfújása, levágása
Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Könnyen ionizálódó elemeknél főként alkálifémeknél jelentkezik
Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Megoldás: Ionizációs puffer adagolása (500 mg/l Cs) Alkálifémeket radiális plazmafigyelésben kell mérni
Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Axiális figyelés Radiális figyelés
Láng/Plazma állapot-változása a mérés alatt Rövid idejű változás (fluktuáció): növeli a mérés szórását, bizonytalanságát Megoldás: Plazma stabilitásának növelése (RF-power és/vagy a plazmagáz emelése, Mass Flow Controller alkalmazása) Integrálási idő és/vagy párhuzamosok számának emelése ISTD használata (főként szimultán készülékeknél)
Láng/Plazma állapot-változása a mérés alatt Hosszútávú változás (drift) Megoldás: QC-minták rendszeres mérése, szükség esetén újrakalibrálás ISTD használata
Lerakódások a kónuszon Főként ICP-MS-nél, de egyes ICP-AES-eknél is Rontja a hosszútávú stabilitást, memória-effektust okozhat
Lerakódások a kónuszon Megoldás: Lehető legnagyobb hígításból kell mérni Lehető legrövidebb mérési időt kell alkalmazni Hosszú mosás a minták között Flow-injection mintabevitel alkalmazása
Flow-injection mintabevitel
Flow-injection mintabevitel
Spektrumvonalak átfedése Megoldás: Háttérkorrekciós pontok gondos megválasztása Integrálásba bevont pontok gondos megválasztása Hígítás (amennyiben még lehetséges) Felbontás növelése Egy elemet lehetőleg több hullámhosszon is mérjünk Mindig mérjük azokat az elemeket, amelyek gyakran okozhatnak zavarást, hogy eldönthessük, a mérendő elem melyik vonalán nincs interferencia
Spektrumvonalak átfedése
Spektrumvonalak átfedése
Spektrumvonalak átfedése Ha a zavaró csúcs túlságosan közel van, megoldást jelenthet a Multicomponent Spectral Fitting (MSF)
Spektrumvonalak átfedése
Spektrumvonalak átfedése Bizonyos esetekben a hidridtechnika nyújtja a legjobb megoldást:
Izobár interferenciák (ICP-MS) Más elemek olyan, természetben előforduló stabil izotópjai okozzák, amelyek a mérendő izotóppal azonos tömegszámúak Megoldás: Korrekciós egyenletek használata Példa: 114 Sn 0,65 %, 118 Sn 24,23 % 0,65/24,23=0,02684 Cd= 114 Cd-0,02684x 118 Sn Reakciógáz használata Példa: 40 Ar + + CH 4 -> 40 Ar + CH + 4 40 Ca + + CH 4 -> 40 Ca + + CH 4
Kettős töltésű ionok zavarása (ICP-MS) Példa: 88 Sr ++ 44 Ca + Megoldás: Plazma-paraméterek optimalizálása (RF-power, XYZ-pozíció, porlasztógáz-áram): CeO/Ce < 3 %
Többatomos ionok zavarása (ICP-MS) Példa: 40 Ar 35 Cl + 75 As + Megoldás: Korrekciós egyenlet használata: As= 75 As-3,127( 77 Se 0,815x 82 Se) Reakciógáz (CH 4 ) használata: 40 Ar 35 Cl + + CH 4 -> 40 Ar + 35 Cl + CH + 4 75 As + + CH 4 -> 75 As + + CH 4 Reakciógáz ( 16 O 2 ) használata: 75 As + + 16 O 2 -> 75 As 16 O + Ütközési gáz (He) használata: KED=Kinetic Energy Discrimination
Kinetic Energy Discrimination +V He Mass Spectrometer Cell + + + + + + + + + + + + + + + + + + As Ar Cu Cl
Space charge effect (ICP-MS) A nagy koncentrációban jelen lévő nagyobb tömegű ionok kitérítik az ionfókuszáló rendszerben a kistömegű ionokat, így gyengítik azok jelét a detektorban Példa: 23 Na 7 Li 8 Be 10 B Megoldás: Hígítás Ionfókuszáló rendszer fejlesztése
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!