دستگاه ICP-MS کمپانی اجیلنت مدل 7500 دسته دوم

دستگاه  Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) مدل 7500 کمپانی اجیلنت امریکا، یک مدل جذاب برای آنالیز تمامی عناصر در محدوده وسیعی از صنایع کاربرد دارد. انالیزور MS این دستگاه دارای محدوده 2-260 amu می باشد که نشان می دهد این دستگاه عناصر مختلف را از سبکترین تا سنگینترین عنصر اندازه می گیرد. این دستگاه بهترین حد تشخیص، همچنین بالاترین رنج خطی بودن و سریعترین زمان پاسخدهی را نیز در میان تمامی دستگاههای آنالیز نشری و جذبی اتمی داراست.

اساس این روش استفاده از پلاسما به عنوان منبع یونش عناصر است. در این روش برای برانگیخته ساختن اتم‌ها از پلاسما به عنوان منبع انرژی استفاده می‌شود. دستگاه پلاسمای جفت­‌ شده‌­ القایی از یک مشعل پلاسما به همراه سه لوله­‌ی متحدالمرکز از جنس کوارتز تشکیل شده است. درون هر لوله گاز آرگون به منظور خنک­‌سازی و انتقال نمونه به درون پلاسما با سرعت­‌های متفاوتی جریان دارد. در قسمت بالایی لوله‌­ی خارجی یک سیم ­‌پیچ القایی با شدت جریان بسامد بالا قرار دارد.

نخست گاز آرگون از طریق لوله‌ی مرکزی به سمت بالا فرستاده می‌شود تا مشعل روشن شود. جرقه‌ی ایجاد شده توسط سیم‌ پیچ القایی سبب یونیزه‌ شدن گاز می‌شود. یون ها و الکترون های حاصل از یونیزاسیون با میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ القایی واکنش داده و در نهایت سبب ایجاد جریان الکترون و یون‌ها در مسیرهای مدور و مشخصی در سیستم می‌شوند. اتم‌های یونیزه نشده آرگون در درون پلاسما در اثر برخورد با ذرات باردار، یونیزه خواهند شد. بدین ترتیب محیط پلاسما در طول آزمایش پایدار باقی می‌ماند و در این حالت دمای مرکز محیط به ۶۰۰۰k می‌رسد. نمونه‌ی مورد آزمایش توسط پاشش با هدایت گاز آرگون به قسمت بالایی لوله‌ی مرکزی هدایت می‌شود. در قسمت بالای لوله، نمونه پس از تبخیر تحت تأثیر انرژی الکترون و یون‌های محیط به اتم های تشکیل دهنده خود تبدیل و در نهایت در محیط بسیار گرم پلاسما برانگیخته می‌شود. سپس این یون‌ها توسط میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند. یون‌های شتاب داده شده در دستگاه وارد یک میدان مغناطیسی می‌شوند. یون‌های وارد شده در میدان مغناطیسی بر اساس نسبت بار به جرم‌ آن‌ها از هم جدا می‌شوند و دستگاه می‌تواند مقدار هر یک از این یون‌ها را اندازه‌گیری کند. از  این رو این دستگاه می‌تواند به صورت همرمان ۷۰ عنصر را اندازه گیری کند که شامل تمامی فلزات و شبه فلزات و برخی از نافلزات است.

آنالیز ICP-MS : آنالیز پلاسمای جفت شده القایی ICP-MS
آنالیز ICP-MS یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری میزان عناصر در نمونه‌ها است. این آنالیز می‌تواند حتی مقادیر کمتر از یک در میلیارد (parts per bilion-ppb) را هم می‌تواند تشخیص دهد و اندازه گیری کند. ورودی دستگاه ICP-MS باید مایع یا محلول شفاف (محلول تک فاز بدون ذرات معلق) باشد از این رو برای بررسی نمونه‌های جامد لازم است تا ماده جامد در حلال مناسب حل شود به این فرایند هضم گفته می‌شود.

توانایی ها دستگاه آنالیز ICP-MS
اندازه‌گیری عناصر تا غلظت‌های ppb و کمتر
انجام هضم نمونه‌های جامد و اندازه گیری غلظت هر عنصر در نمونه جامد
حذف تداخلات اتمی
کاربرد های زمین شناسی: اندازه گیری عناصر در نمونه های خاک، سنگ و رسوبات آبراهی
کاربردهای زیست محیطی: اندازه گیری عناصر فلزی در مقادیر بسیار کم در نمونه های آبی، غذایی، گیاهی، جانوری، خاک و رسوبات
کاربردهای زیستی-بالینی: اندازه گیری عناصر فلزی در نمونه های بالینی، فرآورده های خونی و بافت ها
کاربردهای باستان شناسی: اندازه گیری عناصر در نمونه های باستانی
کاربردهای صنعتی:  اندازه گیری فلزات در پساب ها و لجن های صنعتی
آماده سازی نمونه برای ICP-MS
نمونه‌هایی مایع یا محلول آنالیز ICP-MS باید کاملا شفاف باشند یعنی این که نمونه نباید دارای ذرات جامد یا حل نشده به صورت کلوییدی یا امولسیون باشد. اگر غلظت عنصری در نمونه زیاد باشد (معمولا بیش از ppm 10000 ) بهتر است نمونه رقیق شود البته این رقیق سازی بهتر است توسط اپراتور انجام شود زیرا خلوص حلال برای رقیق سازی و اندازه گیری حجم محلول اولیه و ثانویه در اندازه‌گیری بسیار تاثیر گذار است.

نمونه‌های جامد آنالیز ICP-MS باید در حلال حل شوند از این رو یک فرایند هضم باید قبل از انجام آزمون روی نمونه‌ها انجام گیرد تا نمونه جامد به صورت محلول در آید. در این فرایند یا کل ماده جامد حل می‌شود و یا فقط عنصر خاصی که قصد اندازه گیری آن را داریم درون حلال، حل می‌شود. این فرایند انحلال فرایند مهمی است و بهتر است توسط اپراتور انجام گیرد. اهمیت بالای هضم در دو مورد است: اول این که عنصر مورد نظر باید به طور کامل از فاز جامد خارج شود و وارد فاز مایع شود و حساسیت دوم روی خلوص حلال است، وجود نا خالصی در حلال می‌تواند موجب خطای قابل توجهی در اندازه‌گیری نتایج شود. از این رو بهتر است اپراتور دستگاه که دارای تجربه و دانش کافی است، با استفاده از حلال‌های فوق خالص (Ultra Pure) اقدام به هضم کردن نمونه بکند.