CZ2007847A3 - Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques - Google Patents
Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2007847A3 CZ2007847A3 CZ20070847A CZ2007847A CZ2007847A3 CZ 2007847 A3 CZ2007847 A3 CZ 2007847A3 CZ 20070847 A CZ20070847 A CZ 20070847A CZ 2007847 A CZ2007847 A CZ 2007847A CZ 2007847 A3 CZ2007847 A3 CZ 2007847A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- pulses
- desorption
- liquid
- analyte
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 14
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000000559 atomic spectroscopy Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 56
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 30
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 18
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 7
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 6
- 238000001391 atomic fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 6
- 238000002536 laser-induced breakdown spectroscopy Methods 0.000 description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 238000000705 flame atomic absorption spectrometry Methods 0.000 description 5
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000001007 flame atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229920005644 polyethylene terephthalate glycol copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- WXTMDXOMEHJXQO-UHFFFAOYSA-N 2,5-dihydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=CC=C1O WXTMDXOMEHJXQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- OALHHIHQOFIMEF-UHFFFAOYSA-N 3',6'-dihydroxy-2',4',5',7'-tetraiodo-3h-spiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-3-one Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(I)=C(O)C(I)=C1OC1=C(I)C(O)=C(I)C=C21 OALHHIHQOFIMEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150114104 CROT gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 159000000032 aromatic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001675 atomic spectrum Methods 0.000 description 1
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N benzo-alpha-pyrone Natural products C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- GSOLWAFGMNOBSY-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co][Co][Co][Co][Co][Co][Co][Co] GSOLWAFGMNOBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 150000004775 coumarins Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000372 flame atomic fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000001906 matrix-assisted laser desorption--ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- AFVLVVWMAFSXCK-UHFFFAOYSA-N α-cyano-4-hydroxycinnamic acid Chemical compound OC(=O)C(C#N)=CC1=CC=C(O)C=C1 AFVLVVWMAFSXCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/3103—Atomic absorption analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/67—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using electric arcs or discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
- H01J49/161—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission using photoionisation, e.g. by laser
- H01J49/164—Laser desorption/ionisation, e.g. matrix-assisted laser desorption/ionisation [MALDI]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Vynález se týká zpusobu prípravy vzorku pro atomové spektrometrické techniky, jehož podstata spocívá v tom, že kapalný analyt nebo roztok ci suspenze analytu se nanese na pevný nosic a vzorkuje se pomocí desorpcních pulsu, kterými mohou být pulsy laserového zárení nebo výboje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for the preparation of a sample for atomic spectrometric techniques, wherein a liquid analyte or solution or suspension of an analyte is applied to a solid support and sampled by desorption pulses, which may be pulses of laser radiation or discharge.
Description
(57) Anotace:(57)
Vynález se týká způsobu přípravy vzorků pro atomové spektrometrické techniky, jehož podstata spočívá v tom, že kapalný analyt nebo roztok či suspenze analytu se nanese na pevný nosič avzorkuje se pomocí desorpčních pulsů, kterými mohou být pulsy laserového záření nebo výboje.The invention relates to a method for the preparation of samples for atomic spectrometric techniques, characterized in that the liquid analyte or analyte solution or suspension is applied to a solid support and is sampled by means of desorption pulses, which may be laser pulses or discharges.
CZ 2007 - 847 A3 • · · · ·CZ 2007 - 847 A3
Způsob přípravy vzorků pro atomové spektrometrické technikyMethod of sample preparation for atomic spectrometric techniques
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu přípravy vzorků z kapalných výchozích vzorků pro atomové spektrometrické techniky.The invention relates to a method of preparing samples from liquid precursor samples for atomic spectrometric techniques.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Atomová spektrometrie představuje tu část optické spektrometrie, která využívá signálu vznikajícího při elektronových přechodech v atomech stanovovaných prvků, a anorganickou hmotnostní spektrometrii. V analytické praxi se využívají pro stanovení jednotlivých prvků atomová spektra v optické (UV/VIS) i rentgenové oblasti; měřena je emise, absorpce nebo fluorescence. Pro použití optické atomové spektrometrie je nutné převedení stanovovaných prvků analyzovaného vzorku do stavu volných atomů (atomizace), protože vznik optických spekter souvisí s přechody vaienčních elektronů. V případě anorganické hmotnostní spektrometrie je třeba vytvořené atomy navíc ionizovat. Atomizace, resp. ionizace probíhají zpravidla za značně vysokých teplot v tzv. atomizačních prostředích. Metody optické atomové spektrometrie se dělí podle přechodů elektronů mezi energetickými hladinami atomů na emisní, absorpční a fluorescenční. Optická emisní spektrometrie zahrnuje několik metodik vhodných pro elementární kvalitativní a kvantitativní analýzu. Tyto metodiky se liší podle použitého budícího zdroje, ve kterém dochází k vypaření, atomizaci a excitaci atomů vzorku. Tyto zdroje se vyznačují značně vysokou teplotou (až 104 K). Mezi často využívané budící zdroje patří indukčně vázané plazma (ICP) s teplotou plazmatu až 11000 K, doutnavý výboj (GD) a v poslední době se používá pro atomizaci tuhých vzorků i laserové záření (spektrometrie laserem buzeného plazmatu, LIBS). K. atomovými spektrometrickým technikám dále patří plamenová atomová absorpčni/emisní spektrometrie (FAAS/FAES) a atomová fluorescenční spektrometrie (AFS), pro které se vzorky připravují stejným způsobem jako pro spektrometrie ICP, tj. zmlžováním kapalin nebo ablací tuhých látek.Atomic spectrometry is the part of optical spectrometry that uses the signal produced by electron transitions in atoms of the determined elements and inorganic mass spectrometry. In analytical practice, atomic spectra in the optical (UV / VIS) and X-ray regions are used for the determination of individual elements; emission, absorption or fluorescence is measured. For the use of optical atomic spectrometry it is necessary to convert the determined elements of the analyzed sample to the state of free atoms (atomization), because the formation of optical spectra is related to transitions of vaience electrons. In the case of inorganic mass spectrometry, the atoms formed must be additionally ionized. Atomization, resp. Ionization usually takes place at very high temperatures in so-called atomization environments. Methods of optical atomic spectrometry are divided according to electron transitions between energy levels of atoms into emission, absorption and fluorescence. Optical emission spectrometry includes several methodologies suitable for elementary qualitative and quantitative analysis. These methodologies differ according to the excitation source used in which the atoms of the sample evaporate, atomize and excite. These sources are characterized by a very high temperature (up to 10 4 K). Frequently used excitation sources include inductively coupled plasma (ICP) with a plasma temperature of up to 11000 K, glow discharge (GD) and recently also laser radiation (laser induced plasma spectrometry, LIBS) has been used for atomization of solid samples. Atomic spectrometric techniques further include flame atomic absorption / emission spectrometry (FAAS / FAES) and atomic fluorescence spectrometry (AFS) for which samples are prepared in the same way as for ICP spectrometry, ie by misting or solid ablation.
Jednou ze skupin vysoce citlivých atomových spektrometrických technik jsou spektrometrie indukčně vázaného plazmatu - hmotnostní spektrometrie indukčně vázaného plazmatu (ICP MS) nebo optická emisní spektrometrie indukčně vázaného plazmatu (ICP OES). ICP MS je typem hmotnostní spektrometrie vhodné pro stanovení širokého spektra kovů a některých nekovů při koncentracích pod 1 ppt. Je založena na spojení techniky indukčně vázaného plazmatu jako metody přípravy iontů (ionizace) s hmotnostní spektrometrií jako metodou dělení a detekce iontů. Optická emisní spektrometrie indukčně vázaného plazmatu (ICP OES) je typem emisní spektrometrie využívající indukčně vázané plazma k produkci excitovaných atomů emitujících elektromagnetické záření, jehož vlnová délka je typická pro každý prvek a jehož intenzita určuje koncentraci daného prvku ve vzorku. Výboj indukčně vázaného plazmatu je iniciován jiskrovým výbojem z transformátoru a udržován v plazmové hlavici, sestávající ze tří koncentrických trubic vyrobených z křemenného skla. Konec této hlavice je vložen do indukční cívky, jíž je veden střídavý proud o radiové frekvenci. Mezi dvěma vnějšími trubicemi je veden proud argonu, do nějž je krátce aplikována elektrická jiskra, aby se vytvořily volné elektrony. Tyto elektrony interagují s magnetickým polem indukovaným cívkou a jsou urychlovány střídavě v obou směrech. Urychlené elektrony se srážejí s argonovými atomy, přičemž tyto atomy se po srážce ionizují a uvolněné elektrony jsou opět urychlovány magnetickým polem. Tento proces lavinovitě pokračuje, dokud se nevyrovná rychlost uvolňování elektronů s rychlostí rekombinace volných elektronů a atomů argonu. Takto se vytvoří plazma o teplotě v řádu 105 K, které je udržováno v hlavici díky toku vnějšího plazmového plynu (Ar) mezi vnější a střední trubicí. Střední plazmový plyn (Ar) proudící mezi střední a vnitřní trubicí slouží k izolování plazmatu od střední trubice. Tou proudí nosný plyn (Ar nebo směs Ar a He), jenž prochází středem plazmatu a vytváří v něm analytický kanál, ve kterém dochází k desolvataci aerosolu vzorku, atomizaci většiny molekul, excitaci a ionizaci atomů (převážně jednou nabité kationty). Do tohoto proudu nosného plynuje, před vstupem do plazmatu, vnášen vzorek ve formě aerosolu. V případě, že je zmlžován kapalný vzorek, jedná se o mokrý aerosol. V případě, že je vzorkován pevný materiál pomocí např. laserové ablace, jedná se o aerosol suchý, kdy může být k proudu nosného plynu (He) přidáván ještě pomocný plyn pro laserovou ablaci (Ar).Inductively coupled plasma spectrometry - inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP MS) or inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP OES) are one of the groups of highly sensitive atomic spectrometric techniques. ICP MS is a type of mass spectrometry suitable for the determination of a wide range of metals and some non-metals at concentrations below 1 ppt. It is based on the connection of the inductively coupled plasma technique as a method of ion preparation (ionization) with mass spectrometry as a method of ion separation and detection. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) is a type of inductively coupled plasma emission spectrometry to produce excited atoms emitting electromagnetic radiation whose wavelength is typical of each element and whose intensity determines the concentration of that element in the sample. The inductively coupled plasma discharge is initiated by a spark discharge from the transformer and maintained in a plasma head consisting of three concentric tubes made of quartz glass. The end of this head is inserted into an induction coil through which an alternating current of radio frequency is conducted. Between the two outer tubes, a stream of argon is conducted into which an electrical spark is briefly applied to generate free electrons. These electrons interact with the magnetic field induced by the coil and are accelerated alternately in both directions. Accelerated electrons collide with argon atoms, which are ionized after collision and released electrons are again accelerated by a magnetic field. This process continues avalanche until the rate of electron release is equal to the rate of recombination of free electrons and argon atoms. This creates a plasma of the order of 10 5 K, which is maintained in the head due to the flow of external plasma gas (Ar) between the outer and middle tubes. The central plasma gas (Ar) flowing between the central and inner tubes serves to isolate the plasma from the central tube. A carrier gas (Ar or a mixture of Ar and He) flows through this, passing through the center of the plasma and forming an analytical channel in which the sample aerosol is desolvated, most molecules atomized, atom excitation and ionization (mostly once charged cations). An aerosol sample is introduced into this carrier gas stream prior to entering the plasma. If the liquid sample is misted, it is a wet aerosol. When solid material is sampled using, for example, laser ablation, it is a dry aerosol, where a laser ablation auxiliary gas (Ar) can be added to the carrier gas stream (He).
Pro zavádění kapalného vzorku do vnitřní trubice hlavice jsou v současnosti využívány zmlžovače. Další způsob zavedení vzorku do plazmatu, laserová ablace, je využíván pro analýzu tuhých vzorků (ocel, keramika, lisované tablety z práškových materiálů apod,). Podstatou laserové ablace je odpaření vrstvy vzorku pomocí zaostřeného laserového paprsku, přičemž odpařený vzorek je unášen nosným plynem do plazmové hlavice.At present, nebulizers are used to introduce the liquid sample into the inner tube of the head. Another method of introducing the sample into the plasma, laser ablation, is used for the analysis of solid samples (steel, ceramics, compressed tablets of powdered materials, etc.). The essence of laser ablation is the evaporation of the sample layer by means of a focused laser beam, wherein the vaporized sample is carried by the carrier gas to the plasma head.
Další metodou využívající zaostřeného laserového záření pro vzorkování pevných látek jeAnother method using focused laser radiation for solids sampling is
LIBS (spektrometrie laserem buzeného plazmatu). Principem metody je interakce vysokoenergetického pulsu laseru se vzorkem a následná detekce emise vzniklého plazmatického útvaru. Protože plazma obsahuje nejen částice okolní atmosféry, ale i excitované a ionizované částice vzorku, lze z emisních spekter usuzovat na jeho prvkové složení. Výhodou tohoto přístupu je rychlost a jednoduchost měření, kdy můžeme získat při použití vhodného detekčního systému spektrální informace pro kvalitativní i kvantitativní vyhodnocení obsahu prvků i z jediného pulsu laseru.LIBS (Laser Induced Plasma Spectrometry). The principle of the method is the interaction of the high-energy pulse of the laser with the sample and subsequent detection of the emission of the resulting plasma formation. Since plasma contains not only ambient atmosphere particles but also excited and ionized sample particles, its elemental composition can be inferred from emission spectra. The advantage of this approach is the speed and simplicity of measurement, where we can obtain spectral information for qualitative and quantitative evaluation of the content of elements even from a single laser pulse using a suitable detection system.
U plamenových technik atomové spektrometrie, FAES, FAAS (plamenová atomová emisní/absorpční spektrometrie) a AFS (atomová fluorescenční spektrometrie), je aerosol vzorku zaváděn do plamene, sloupce směsi plynného paliva a plynného oxidovadla, který se vytváří na konci hořáku (např. acetylén-vzduch). Podobně jako u ICP může být do plamene zaváděn vlhký nebo suchý aerosol. Měřena je emise, absorpce nebo fluorescence atomů v plameni.In the flame atomic spectrometry, FAES, FAAS, and AFS (flame atomic fluorescence spectrometry) techniques, a sample aerosol is introduced into the flame, a column of a gas fuel / oxidant mixture formed at the end of the burner (eg acetylene). -air). As with ICP, a moist or dry aerosol can be introduced into the flame. The emission, absorption or fluorescence of atoms in the flame is measured.
U techniky GD (doutnavý výboj) dochází k rozprášení a atomizaci analytu a následné excitaci a ionizaci atomů působením elektrického výboje. Jde o důležitou metodu pro analýzu chemického složení kovových i nekovových materiálů jako jsou nitridy, karbidy, oxidy aj. Detekována je emise excitovaných atomů optickým spektrometrem nebo iontový signál hmotnostním spektrometrem.In the GD (glow discharge) technique, the analyte is atomized and atomized, followed by excitation and ionization of atoms by an electric discharge. It is an important method for analysis of chemical composition of metallic and non-metallic materials such as nitrides, carbides, oxides, etc. Emission of excited atoms by optical spectrometer or ion signal by mass spectrometer is detected.
Pro spojení ICP MS/OES a příbuzných plamenových technik atomové spektrometrie s kolonovými separačními technikami jsou využívány výhradně on-line zmlžovače. Použití zmlžovačů pro on-line spojení s mikrokolonovými separačními technikami je často spojené s obtížemi, jako jsou indukovaný tok v separační koloně, ztráta separační účinnosti, paměťové efekty nebo zřeďování přídavnou kapalinou.Only online nebulizers are used to combine ICP MS / OES and related atomic spectrometry flame techniques with column separation techniques. The use of nebulizers for on-line connection with microcolumn separation techniques is often associated with difficulties such as induced flow in the separation column, loss of separation efficiency, memory effects or dilution with additional liquid.
Nevýhody dosavadních způsobů přípravy vzorků z kapalných výchozích vzorků odstraňuje předkládaný vynález.The disadvantages of prior art sample preparation methods from liquid starting samples are overcome by the present invention.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předmětem předloženého vynálezu je způsob přípravy vzorků z kapalných výchozích vzorků pro atomové spektrometrické techniky, jehož podstata spočívá v tom, že kapalný výchozí vzorek se nanese na pevný nosič a vzorkuje se desorpčními pulsy.It is an object of the present invention to provide a method for preparing samples from liquid precursor samples for atomic spectrometric techniques, the method comprising depositing a liquid precursor sample on a solid support and sampling with desorption pulses.
• 9 ♦ ··• 9 ♦ ··
9 · ·· · ♦ · · · ♦ · 9 9» ·9 · ·· · 9 9 · ·
9 9 9 9 99
999 ·999999 · 999
Desorpční pulsy jsou vybrány ze skupiny zahrnující pulsy laserového záření a výboje.The desorption pulses are selected from the group consisting of laser pulses and discharges.
Kapalným výchozím vzorkem může být samotný analyt v kapalném skupenství, roztok analytu, emulze analytu nebo suspenze analytu. Kapalný výchozí vzorek může být nanesen v jedné ze dvou následujících forem;The liquid starting sample may be the liquid analyte itself, an analyte solution, an analyte emulsion, or an analyte suspension. The liquid starting sample may be applied in one of two following forms;
a. samotný kapalný výchozí vzorek, případně s obsahem příměsí vyplývajícím z předchozí úpravy a analýzy vzorku (např. složky separačního pufru).a. the liquid starting sample itself, optionally with admixtures resulting from prior treatment and analysis of the sample (eg, separation buffer components).
b. kapalný výchozí vzorek s alespoň jednou pomocnou látkou, která napomáhá jeho odpařování použitými desorpčními pulsy. Jako pomocné látky mohou být použity látky, které absorbují použité desorpční pulsy. Vhodnými pomocnými látkami mohou být aromatické sloučeniny, barviva a suspenze uhlíku nebo kovu v organickém rozpouštědle. Příkladem aromatických sloučenin jsou aromatické kyseliny, např. kyselina 2,5-dihydroxybenzoová, akyano-4-hydroxyskořicová, nikotinová, pikolinová apod. Příkladem barviv jsou fluoresceiny, kumariny. Příkladem suspenze kovu nebo uhlíku v organickém rozpouštědle je ultrajemný kobaltový nebo uhlíkový prášek v glycerinu. Kapalný výchozí vzorek může být s pomocnou látkou smíchán před nanesením na nosič, nebo může být na nosič nanesena pomocná látka a kapalný výchozí vzorek zvlášť.b. a liquid starting sample with at least one excipient to aid in its evaporation by the desorption pulses used. Substances which absorb the used desorption pulses can be used as excipients. Suitable excipients may be aromatic compounds, colorants and suspensions of carbon or metal in an organic solvent. Examples of aromatic compounds are aromatic acids such as 2,5-dihydroxybenzoic acid, acyano-4-hydroxy cinnamic, nicotinic, picolinic and the like. Examples of dyes are fluoresceins, coumarins. An example of a suspension of metal or carbon in an organic solvent is an ultrafine cobalt or carbon powder in glycerin. The liquid starting sample may be mixed with the excipient prior to application to the carrier, or the excipient and the liquid starting sample may be applied separately.
Nosičem může být sonda zejména tvaru destičky, disku či pásu, ale i jiného vhodného tvaru. Nosič může být z různých materiálů, s výhodou z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující kov, keramiku, sklo, plast. Výhodně může být použit nosič vyrobený z materiálu, který absorbuje použité desorpční pulsy, nebo nosič pokrytý vrstvou materiálu absorbující použité desorpční pulsy, takovýmto materiálem může být například plast.The support may be a probe, in particular a plate, disc or belt shape, but also another suitable shape. The carrier may be of a variety of materials, preferably a material selected from the group consisting of metal, ceramic, glass, plastic. Advantageously, a carrier made of a material that absorbs used desorption pulses may be used, or a carrier coated with a layer of a material used to absorb used desorption pulses, such as plastic.
Při aplikaci desorpčních pulsů na nosič s naneseným vzorkem dochází k ablaci nebo desorpci vzorku. V případě použití absorbující pomocné látky je podpořena desorpce, tj. k odpaření vzorku dochází při nižší hustotě výkonu laseru. V případě desorpce analytu smíchaného s absorbující pomocnou látkou je laserovým zářením odpařen pouze nanesený vzorek, nosič pak zůstává neporušen a může být znovu použit. Dochází-li k ablaci absorbujícího nosiče, je spolu s nosičem odpařován i analyt na něm nanesený.When the desorption pulses are applied to the sample carrier, the sample is ablated or desorbed. When absorbing excipients are used, desorption is promoted, i.e. the sample evaporates at a lower laser power density. In the case of desorption of the analyte mixed with the absorbing excipient, only the applied sample is vaporized by laser radiation, the carrier then remains intact and can be reused. If the absorbing carrier is ablated, the analyte deposited thereon is vaporized with the carrier.
«* ···♦«* ··· ♦
• « * ·· · · ♦ ♦ · · ♦ v · · ♦ · · • · · · · »1 «· ··· ····• * ♦ ♦ · · 1 1 1 1 1 1 1 1 «1 · 1 1
K nanášení kapalného výchozího vzorku na nosič lze použít např. kapilár, piezoelektrických pipetorů, spreje apod. Mnoho těchto systémů je v současnosti dostupných pro přípravu vzorků pro hmotnostní spektrometrii s desorpcí a ionizací za účasti matrice (MALDI MS).For example, capillaries, piezoelectric pipettors, sprays and the like can be used to apply a liquid starting sample to the support. Many of these systems are currently available for sample preparation for matrix-assisted desorption and ionization mass spectrometry (MALDI MS).
Po nanesení kapalného výchozího vzorku může dojít k odpaření rozpouštědla, byl-li kapalným výchozím vzorkem roztok, emulze nebo suspenze analytu.After application of the liquid starting sample, the solvent may evaporate if the liquid starting sample was an analyte solution, emulsion or suspension.
Atomové spektrometrické techniky, pro něž lze vzorky připravit způsobem podle předloženého vynálezu, mohou být vybrány zejména ze skupiny metod zahrnujících spektrometrii indukčně vázaného plazmatu (ICP OES, ICP MS), spektrometrii laserem buzeného plazmatu (LIBS), doutnavý výboj (GD), plamenovou atomovou absorpční/emisní spektrometru (FAAS/FAES), atomovou fluorescenční spektrometrii (ATS). Výhodnou atomovou spektrometrickou technikou pro uplatnění vynálezu je spektrometrie indukčně vázaného plazmatu (ICP OES, ICP MS) a desorpčními pulsy jsou pulsy laserového záření.Atomic spectrometric techniques for which the samples can be prepared by the method of the present invention may be selected in particular from the group of methods including inductively coupled plasma spectrometry (ICP OES, ICP MS), laser-induced plasma spectrometry (LIBS), glow discharge (GD), flame atomic absorption / emission spectrometer (FAAS / FAES), atomic fluorescence spectrometry (ATS). A preferred atomic spectrometric technique for practicing the invention is inductively coupled plasma spectrometry (ICP OES, ICP MS) and desorption pulses are laser pulses.
V případě spojení výše zmíněných technik s kolonovými separačními technikami jsou kapalnými výchozími vzorky jednotlivé frakce odebírané z kolony (eluáty). Způsob podle vynálezu lze použít pro analýzu kapalných výchozích vzorků podobně jako on-line zmlžovače u technik ICP MS/OES, FAAS, FAES a AFS, zároveň se však vyznačuje výhodami off-line analýzy pomocí laserové ablace, tj. možností archivování. Při analýze nemusí být spotřebován celý vzorek, z toho plyne např. možnost opětovné analýzy či použití jiného analyzátoru. Současné kombinace kolonových separačních technik a atomových spektrometrických technik neumožňují archivování kapalného výchozího vzorku.In the case of combining the above techniques with column separation techniques, the liquid starting samples are individual fractions collected from the column (eluates). The method of the invention can be used to analyze liquid starting samples similar to the on-line nebulizers of ICP MS / OES, FAAS, FAES, and AFS techniques, but at the same time has the advantages of off-line analysis by laser ablation, ie archiving capabilities. The whole sample does not have to be consumed during the analysis, for example the possibility of re-analysis or the use of another analyzer. Current combinations of column separation techniques and atomic spectrometric techniques do not allow for the storage of a liquid starting sample.
Ve výhodném provedení vynálezu je atomovou spektrometrickou technikou ICP OES nebo ICP MS a desorpčními pulsy jsou pulsy laserového záření. Nosič s nanesenými kapalnými výchozími vzorky se vloží do ablační/desorpční cely, ve které se vzorkuje pomocí pulsů laserového záření a vzniklý aerosol je unášen nosným plynem do plazmové hlavice ICP MS/OES spektrometru. Odpaření vzorku se provádí skenováním pulzního laseru přes plochu naneseného kapalného výchozího vzorku, nebo zaměřením laserového paprsku do středu naneseného kapalného výchozího vzorku, přičemž počet pulsů a tvar rastru se volí podle typu vzorku a nároku analýzy (citlivost, rychlost, archivování zbytku vzorku).In a preferred embodiment of the invention, the atomic spectrometric technique is ICP OES or ICP MS and the desorption pulses are laser pulses. The carrier with the loaded liquid starting samples is placed in an ablation / desorption cell in which it is sampled by laser pulses and the resulting aerosol is entrained by the carrier gas into the plasma head of the ICP MS / OES spectrometer. Sample evaporation is performed by scanning a pulsed laser across the area of the deposited liquid starting sample, or by focusing the laser beam at the center of the deposited liquid starting sample, the number of pulses and raster shape being selected according to sample type and analysis requirement.
····
** ···· • · · • · ·** ···· · · · · · ·
Nejvyšší citlivosti (nejúplnějšího využití vzorku) je obecně dosaženo při nanesení malého objemu kapalného výchozího vzorku na nosič a odpaření celého vzorku jedním laserovým pulsem. Pozornost je třeba věnovat faktorům ovlivňujícím nanášení (např. výběr rozpouštědel, obsah organického rozpouštědla, teplota, tlak, koncentrace pomocné látky aj.); ideální je tenký film nebo vrstva drobných krystalů analytu na nosiči. Pro analýzu je dostačující nízký (submikrolitrový) objem kapalného výchozího vzorku.The highest sensitivity (fullest use of the sample) is generally achieved by applying a small volume of the liquid starting sample to the support and evaporating the entire sample with a single laser pulse. Attention should be paid to factors affecting application (eg solvent selection, organic solvent content, temperature, pressure, excipient concentration, etc.); ideally, a thin film or layer of tiny analyte crystals on a support. A low (submicrolitre) volume of the liquid starting sample is sufficient for analysis.
Způsob přípravy vzorků podle předloženého vynálezu je vhodný zvláště pro analýzy malých objemů kapalných výchozích vzorků a pro off-line spojení atomových spektrometrických technik s kolonovými a mikrokolonovými separačními technikami (kapalinová chromatografie, kapilární elektroforéza aj.), v tomto případě jsou na nosič sbírány frakce eluátu. Dosažení optimálních výsledků analýzy (citlivost, separační účinnost) předpokládá nanášení malých množství eluátu na nosič tak, aby nedošlo k rozmytí oddělených zón, a aby výsledné frakce mohly být kvantitativně odpařeny jedním nebo několika laserovými pulsy.The sample preparation method of the present invention is particularly suitable for analyzing small volumes of liquid starting samples and for off-line coupling of atomic spectrometry techniques to column and microcolumn separation techniques (liquid chromatography, capillary electrophoresis, etc.), in which case the eluate fractions are collected . Achieving optimal analysis results (sensitivity, separation efficiency) assumes that small amounts of eluate are deposited on the support so as to avoid separation of the separated zones and that the resulting fractions can be quantitatively evaporated by one or more laser pulses.
Seznam vyobrazeníList of illustrations
Obr. 1 znázorňuje intenzitu ICP MS signálu (53 a.m.u.) při rastru přes vzorek 1 pmol CrOT při postupu podle příkladu 1.Giant. 1 shows the intensity of the ICP MS signal (53 a.m.u.) in a raster pattern over a 1 pmol CrOT sample in the procedure of Example 1.
Obr. 2 znázorňuje integrované intenzity ICP MS signálu (53 a.m.u.) pro sérii frakcí při postupu podle příkladu 2.Giant. 2 shows the integrated ICP MS signal intensities (53 a.m.u.) for a series of fractions in the procedure of Example 2.
Obr. 3 znázorňuje ICP MS signál (53 a.m.u.) vzorku samotného chromanu při postupu podle příkladu 3.Giant. 3 shows an ICP MS signal (53 a.m.u.) of a sample of chromate alone in the procedure of Example 3.
Obr, 4 znázorňuje ICP MS signál (53 a.m.u.) vzorku chromanu s pomocnou látkou při postupu podle příkladu 3.Fig. 4 shows an ICP MS signal (53 a.m.u.) of a chromate sample with excipient in the procedure of Example 3.
Obr. 5 znázorňuje elektroferogram speciace chrómu s absorpční detekcí při 214 nm při postupu podle příkladu 4.Giant. 5 shows an electropherogram of chromium speciation with absorption detection at 214 nm using the procedure of Example 4.
Obr. 6 znázorňuje LD ICP MS elektroferogram speciace chrómu s detekcí Cr při postupu podle příkladu 4.Giant. 6 shows an LD ICP MS electropherogram of chromium speciation with Cr detection in the procedure of Example 4.
PříkladyExamples
Příklad 1Example 1
Laserová desorpce chromanu z plastového substrátuLaser desorption of chromate from plastic substrate
Na nosič - destičku z PETG (polyethylentereftalátglykol, Vivak, Bayer) o rozměrech 50 x 26 x 0,5 mm byly naneseny kapky kapalného výchozího vzorku - 10 μΜ vodného roztoku K2CrO4 v subatmosferické komoře (Rejtar, T.; Hu, P.; Juhasz, P.; Campbell, J, M.; Vestal, M.The PETG plate (polyethylene terephthalate glycol, Vivak, Bayer) of 50 x 26 x 0.5 mm was coated with droplets of a liquid starting sample - 10 μΜ of an aqueous solution of K 2 CrO 4 in a subatmospheric chamber (Rejtar, T .; Hu, P). Juhasz, P .; Campbell, J, M .; Vestal, M.
L.; Preisler, J.; Karger, B. L., J. Proteome Res. 1, 171 - 179, 2002). Při rozdílu tlaků 80 kPa, vnitřním průměru kapiláry 51 μηι, délce kapiláry 296 mm a době sběru jedné kapky 2 s byl objem nanesené kapky -100 nL, čemuž odpovídá látkové množství 1 pmol K2CrO4 v jedné kapce. Průměr jednotlivých vzorků po odpaření rozpouštědla byl cca 0,2 mm, vzdálenosti středů zón od sebe byly 1,5 mm. Pro laserovou desorpci byl použit komerční ablační systém New Wave, model UP213 emitující laserové záření o vlnové délce 213 nm s frekvencí pulsů 10 Hz. Byl zvolen rastr o tvaru písmene S přes plochu 400 x 400 pm, rychlost rastru 100 pm/s, desorpční paprsek byl rozostřen na 300 pm (průměr paprsku na destičce), hustota výkonu 4,8 MW/cm2 (energie desorpčního paprsku 35% v režimu „focused beam“). Desorbovaný materiál byl unášen nosným plynem (He) o průtoku 1,0 L/min z ablační cely do plazmové hlavice ICP MS spektrometru (Agilent, model 7500CE), průtoky pomocného plynu pro laserovou ablaci (Ar), středního plazmového plynu (Ar) a vnějšího plazmového plynu (Ar) byly 0,6; 0,9 a 15,0 L/min, RF výkon 1390 W a hloubka vzorkování v plazmatu 8,3 mm. Iontový signál (ICP MS signál) byl zaznamenáván hmotnostním spektrometrem při hmotnosti m - 52 a.m.u. s integrační dobou signálu 0,1 s. K redukci iontového signálu víceatomových sloučenin, zejména ArC+ (m = 52 a.m.u.) sloužila kolizní cela s heliem (průtok 3 mL/min). Záznam iontového signálu 52Cr+ z jedné frakce je patrný z obr. 1; iontový signál 52Cr+ se objevuje krátce po zapnutí laseru v čase -10 s a mizí po vypnutí laseru a vymytí ablační cely v čase -28 s.L .; Preisler, J .; Karger, BL, J. Proteome Res. 1, 171-179, 2002). At a pressure difference of 80 kPa, a capillary internal diameter of 51 μηι, a capillary length of 296 mm and a collection time of one drop of 2 s, the droplet volume was -100 nL, corresponding to a substance amount of 1 pmol K 2 CrO 4 per drop. The diameter of the individual samples after evaporation of the solvent was about 0.2 mm, the center-to-center spacing was 1.5 mm. For laser desorption, a commercial ablation system, New Wave, model UP213, emitting laser radiation with a wavelength of 213 nm and a pulse frequency of 10 Hz was used. An S-shaped grid over a 400 x 400 pm area was selected, a screen speed of 100 pm / s, a desorption beam was blurred to 300 pm (beam diameter on the plate), a power density of 4.8 MW / cm 2 (desorption beam energy 35%) in focused beam mode). The desorbed material was entrained with carrier gas (He) at a flow rate of 1.0 L / min from the ablation cell to the plasma head of an ICP MS spectrometer (Agilent, model 7500CE), laser ablation auxiliary gas (Ar), medium plasma gas (Ar) and the external plasma gas (Ar) was 0.6; 0.9 and 15.0 L / min, RF power 1390 W and plasma sampling depth of 8.3 mm. The ion signal (ICP MS signal) was recorded by a mass spectrometer at a mass of m - 52 amu with a signal integration time of 0.1 s. The collision cell with helium was used to reduce the ion signal of multi-atom compounds, especially ArC + (m = 52 amu). mL / min). The recording of the 52 Cr + ion signal from one fraction is seen in Figure 1; 52 Cr + ion signal appears shortly after turning on the laser at -10 s and disappears after turning off the laser and washing the ablation cell at -28 s.
Příklad 2Example 2
Laserová desorpce chromanu z plastového substrátu - ověření reprodukovatelností technikyLaser desorption of chromate from plastic substrate - verification of reproducibility of the technique
Reprodukovatelnost techniky byla zkoumána pro sérii 100 nL objemů kapalného výchozího vzorku - 1 μΜ vodného roztoku K2CrO4 (0,1 pmol K2CrO4 ve frakci) naneseného na nosiči destičce z PETG postupem podle příkladu 1. V tomto případě laserový paprsek lineárním přímočarým pohybem v malých krocích přejel přes celou sérii vzorků a integrály výsledného iontového signálu pro každou z 21 nanesených frakcí jsou znázorněny na obr. 2 pro dva hlavní izotopy Cr (m = 52 a 53 a,m.u.). Relativní směrodatná odchylka (RSD) byla 13%.The reproducibility of the technique was investigated for a series of 100 nL volumes of liquid starting sample - 1 μΜ of an aqueous solution of K 2 CrO 4 (0.1 pmol K 2 CrO 4 in fraction) deposited on a PETG plate carrier following the procedure of Example 1. In this case passed in a small incremental motion over a series of samples, and the integrals of the resulting ion signal for each of the 21 applied fractions are shown in Figure 2 for the two major Cr isotopes (m = 52 and 53 α, mu). The relative standard deviation (RSD) was 13%.
•9 ·♦·· «I ····• 9 · ♦ ·· «I ····
Příklad 1 a příklad 2 demonstrují využití UV laseru k ablací silně absorbujícího nosiče, na němž je nanesen vzorek. Spolu s nosičem je tak do proudu nosného plynu (He) odpařen i vzorek, jenž je následně analyzován pomocí ICP MS. Trajektorie paprsku laseru přes zónu vzorku může být např. ve tvaru rastru (skenu) pokrývající celou plochu vzorku, úsečky protínající zónu vzorku nebo bodu ležícího v zóně vzorku. Kolísání iontového signálu v průběhu rastru není na závadu; pro vyhodnocení obsahu analytu je důležitá hodnota signálu integrovaná přes celou plochu rastru. Při vhodném uspořádání bylo dosaženo vysoké reprodukovatenosti analýzy s RSD integrovaného signálu ~ 13 % a méně.Example 1 and Example 2 demonstrate the use of a UV laser to ablate a strongly absorbing support on which a sample is deposited. Together with the carrier, the sample is then evaporated into the carrier gas stream (He), which is subsequently analyzed by ICP MS. The trajectory of the laser beam across the sample zone may be, for example, in the form of a raster (scan) covering the entire surface of the sample, lines intersecting the sample zone or a point lying in the sample zone. The fluctuation of the ion signal during the raster is not a problem; the signal value integrated over the whole raster area is important for the analyte content evaluation. With a suitable arrangement, a high reproducibility analysis with an RSD of the integrated signal of ~ 13% or less was achieved.
Příklad 3Example 3
Laserová desorpce chromanu v přítomnosti absorbující pomocné látkyLaser desorption of chromate in the presence of absorbing excipients
Na skleněnou destičku o rozměrech 44 x 26 x 0,5 mm mm byly v subatmosferické nanášecí komoře připraveny dva vzorky; první nanesením 100 nL roztoku 10 μΜ K2CrO4, druhý nanesením 100 nL 10 mg/mL roztoku pomocné látky kyseliny a-kyano-4-hydroxyskořicové a poté 100 nL roztoku 10 μΜ ^CrCU Oba připravené vzorky byly analyzovány za výše uvedených podmínek v režimu rastru o tvaru písmene S, laser byl zapnut v čase t = 0 s na dobu 30 s. Obrázky 3 a 4 zachycují iontový signál 53Cr v nepřítomnosti a přítomnosti pomocné látky. Ze srovnání obr. 3 a 4 je zřejmé, že přítomnost absorbující pomocné látky, podobně jako absorbující nosič, výrazně napomáhá desorpci analytu.Two samples were prepared in a 44 x 26 x 0.5 mm glass plate in a subatmospheric deposition chamber; first with 100 nL of a 10 μΜ K2CrO4 solution, the second with 100 nL of a 10 mg / mL solution of α-cyano-4-hydroxycinnamic acid adjuvant and then with 100 nL of 10 μΜ ^ CrCU solution. S-shaped, the laser was switched on at t = 0 s for 30 s. Figures 3 and 4 capture the 53 Cr ion signal in the absence and presence of excipient. Comparing Figs. 3 and 4, it is clear that the presence of an absorbing excipient, like the absorbing carrier, greatly aided the desorption of the analyte.
Příklad 4Example 4
Speciace sloučenin Cr off-line spojením kapilární elektroforézy s ICP MSSpeciation of Cr compounds by off-line coupling of capillary electrophoresis to ICP MS
Tento příklad demonstruje využití navrhované přípravy vzorků pro spojení mikrokolonové separační techniky s ICP MS/OES. Nejprve byla vyvinuta jednoduchá metoda kapilární elektroforézy pro speciaci Cr s absorpčním detektorem Spectra 100 (Spectra-Physics, USA). Roztok 1 mM Cr(NO3)3 v 10 mM mravenčanu amonném (pH= 3) byl smíchán v poměru 1:1 s 20 mM roztokem EDTA v 10 mM mravenčanu amonném a zahřát na 70 °C po dobu 5 minut. Smícháním roztoku takto připraveného komplexu Cr s EDTA s roztokem 500 μΜ K2CrO4 a následným zředěním roztokem 10 mM kyseliny mravenčí byla připravena směs pro analýzu obsahující 100 μΜ Cr111 a 100 μΜ CrVI. Pro separaci byla použita křemennáThis example demonstrates the use of the proposed sample preparation for coupling the microcolumn separation technique to ICP MS / OES. First, a simple capillary electrophoresis method for Cr speciation was developed with the Spectra 100 absorption detector (Spectra-Physics, USA). A solution of 1 mM Cr (NO 3 ) 3 in 10 mM ammonium formate (pH = 3) was mixed 1: 1 with a 20 mM EDTA solution in 10 mM ammonium formate and heated to 70 ° C for 5 minutes. By mixing the solution of the thus prepared Cr complex with EDTA with a solution of 500 μΜ K 2 CrO 4 followed by dilution with a solution of 10 mM formic acid, a mixture for analysis containing 100 μΜ Cr 111 and 100 μΜ Cr VI was prepared. Quartz was used for separation
*· ···« ♦ · · «* · ···
• ···· separační kapilára o délce 260 mm, efektivní délce 200 mm a vnitřním průměru 75 pm. Dávkována byla směs pro analýzu při rozdílu výšek dávkovači a detekční vialky, ΔΛ - 20 mm po dobu 5 s, což odpovídalo nadávkovanému množství 200 fmol (10 pg) pro každou specii Cr. Jako separační elektrolyt sloužil roztok 10 mM kyseliny mravenčí, separační napětí bylo• ···· 260 mm long, 200 mm effective length and 75 µm internal diameter. The mixture was dosed for analysis at a difference in height of the dosing and detection vials, ΔΛ - 20 mm for 5 s, corresponding to the dosed amount of 200 fmol (10 µg) for each Cr species. A 10 mM formic acid solution was used as the separation electrolyte;
11,4 kV. Na elektroferogramu vzorku s absorpční detekcí při 214 nm na obr. 5 lze kromě píků specií chrómu pozorovat i píky dalších absorbujících látek (EDTA, nečistoty), které nejsou z analytického hlediska důležité.11,4 kV. In the electropherogram of a sample with absorption detection at 214 nm in Fig. 5, in addition to peaks of chromium species, peaks of other absorbing substances (EDTA, impurities), which are not analytically important, can be observed.
Za stejných podmínek byla provedena separace a nanesení eluátu z kapilární elektroforézy na nosič - PETG destičku v nanášecí komoře pro off-line detekci pomocí laserové desorpce/ablace a ICP MS. V tomto případě byla efektivní a celková délka separační kapiláry totožná (200 mm). Separační kapilára byla spojena s nanášecí kapilárou pomocí kapalinového spojení (Preisler, J.; Foret, F.; Karger, B. L., Anal. Chem. 70, 5278, 1998), které bylo rovněž naplněno separačním pufrem (10 mM kyselinou mravenčí). Podmínky nanášení byly stejné jako v předchozích případech, tj. délka nanášecí kapiláry byla 296 mm, vnitřní průměr 51 μιη a tlak v nanášecí komoře byl 20 kPa. Frakce eluátu (kapalný výchozí vzorek) byly jímány v časových intervalech 2 s, vzdálenosti mezi odpovídajícími vzorky na nosiči byly 1,5 mm. Po nanesení byly vzorky analyzovány za podmínek uvedených v příkladu 1 pomocí ICP MS, v tomto příkladu však byla použita bodová desorpce ze středu každého vzorku, kdy doba desorpce byla 2 s a doba promývání mezi vzorky 3 s. Na obr. 6 je vynesen integrovaný iontový signál 52Cr v jednotlivých frakcích v závislosti na migračním času; obě specie chrómu byly úspěšně separovány a detekovány. Oproti elektroferogramu s absorpční detekcí došlo v elektroferogramu k redukci počtu píků, protože jsou detekovány pouze specie chrómu.Under the same conditions, separation and application of capillary electrophoresis eluate to a PETG plate in an application chamber for off-line detection by laser desorption / ablation and ICP MS was performed. In this case, the effective and total length of the separation capillary was the same (200 mm). The separation capillary was coupled to the deposition capillary via a liquid coupling (Preisler, J .; Foret, F .; Karger, BL, Anal. Chem. 70, 5278, 1998), which was also filled with separation buffer (10 mM formic acid). The deposition conditions were the same as in the previous cases, i.e. the length of the deposition capillary was 296 mm, the internal diameter was 51 μιη, and the deposition chamber pressure was 20 kPa. Fractions of the eluate (liquid starting sample) were collected at intervals of 2 s, the distances between the corresponding samples on the support were 1.5 mm. After loading, the samples were analyzed under the conditions of Example 1 by ICP MS, but in this example, point desorption from the center of each sample was used, with a desorption time of 2 s and a wash time of 3 s between samples. 52 Cr in individual fractions depending on migration time; both chromium species were successfully separated and detected. Compared to the electropherogram with absorption detection, the peak count was reduced in the electropherogram because only chromium species are detected.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Příprava vzorků pro atomové spektrometrické techniky způsobem podle předloženého vynálezu je využitelná v široké škále aplikací při analýzách kapalných vzorků atomovými spektrometrickými technikami i při spojení těchto spektrometrických technik s kolonovými a mikrokolonovými separačními metodami.The preparation of samples for atomic spectrometric techniques by the method of the present invention is applicable in a wide range of applications in the analysis of liquid samples by atomic spectrometric techniques as well as in combining these spectrometric techniques with column and microcolumn separation methods.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2007-847A CZ304648B6 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques |
| PCT/CZ2008/000142 WO2009071035A2 (en) | 2007-12-03 | 2008-11-27 | Method of sample preparation for atomic spectrometric techniques |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2007-847A CZ304648B6 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007847A3 true CZ2007847A3 (en) | 2009-06-17 |
| CZ304648B6 CZ304648B6 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=40578771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2007-847A CZ304648B6 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ304648B6 (en) |
| WO (1) | WO2009071035A2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104316499A (en) * | 2014-08-11 | 2015-01-28 | 广西大学 | A method of indirectly measuring gold in seawater by adoption of an atomic fluorescence spectrophotometer |
| EP3911760A4 (en) * | 2019-01-15 | 2022-10-12 | Fluidigm Canada Inc. | Direct ionization in imaging mass spectrometry |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1574812A (en) * | 1976-05-06 | 1980-09-10 | Barringer Research Ltd | Spectrochemical analysis |
| US6248592B1 (en) * | 1995-03-27 | 2001-06-19 | The Regents Of The University Of California | Method for measuring lead concentrations in blood |
| US6825463B2 (en) * | 1997-05-23 | 2004-11-30 | Northeastern University | On-line and off-line deposition of liquid samples for matrix assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectroscopy |
| DE19754978C2 (en) * | 1997-12-11 | 2000-07-13 | Bruker Daltonik Gmbh | Sample holder for MALDI mass spectrometry along with the process for producing the plates and applying the samples |
| US6002478A (en) * | 1998-03-20 | 1999-12-14 | Transgenomic Inc. | System and method of determining trace elements in high viscosity liquids, and powders, utilizing laser-ablation |
| US7087898B2 (en) * | 2000-06-09 | 2006-08-08 | Willoughby Ross C | Laser desorption ion source |
| DE10112386B4 (en) * | 2001-03-15 | 2007-08-02 | Bruker Daltonik Gmbh | Time-of-flight mass spectrometer with multiplex operation |
| JP4750016B2 (en) * | 2003-02-10 | 2011-08-17 | ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | Sample preparation plate for mass spectrometry |
| WO2004112074A2 (en) * | 2003-06-07 | 2004-12-23 | Willoughby Ross C | Laser desorption ion source |
| GB2427916B (en) * | 2004-01-13 | 2008-08-06 | Waters Investments Ltd | Substrate adapter for use in mass spectroscopy analysis |
| US7391018B2 (en) * | 2004-09-17 | 2008-06-24 | Nanosys, Inc. | Nanostructured thin films and their uses |
| US20070046934A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | New Wave Research, Inc. | Multi-function laser induced breakdown spectroscopy and laser ablation material analysis system and method |
-
2007
- 2007-12-03 CZ CZ2007-847A patent/CZ304648B6/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-27 WO PCT/CZ2008/000142 patent/WO2009071035A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009071035A3 (en) | 2009-07-23 |
| WO2009071035A2 (en) | 2009-06-11 |
| CZ304648B6 (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7170052B2 (en) | MALDI-IM-ortho-TOF mass spectrometry with simultaneous positive and negative mode detection | |
| US6414306B1 (en) | TLC/MALDI carrier plate and method for using same | |
| Hensel et al. | Electrospray sample preparation for improved quantitation in matrix‐assisted laser desorption/ionization time‐of‐flight mass spectrometry | |
| Bouschen et al. | Matrix vapor deposition/recrystallization and dedicated spray preparation for high‐resolution scanning microprobe matrix‐assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry (SMALDI‐MS) of tissue and single cells | |
| US8076639B2 (en) | Method and system for desorption atmospheric pressure chemical ionization | |
| Jaskolla et al. | Comparison between vacuum sublimed matrices and conventional dried droplet preparation in MALDI-TOF mass spectrometry | |
| US8203117B2 (en) | Method and apparatus for embedded heater for desorption and ionization of analytes | |
| JP7698648B2 (en) | Plasma and Sampling Geometries for Imaging Mass Cytometry | |
| JP4636859B2 (en) | Information acquisition method | |
| Evans et al. | Atomic spectrometry updates: Review of advances in atomic spectrometry and related techniques | |
| Resano et al. | Solid sampling in the determination of precious metals at ultratrace levels | |
| JP2006153493A5 (en) | ||
| Evans et al. | Atomic spectrometry update: review of advances in atomic spectrometry and related techniques | |
| JP5078440B2 (en) | Information acquisition method | |
| Hattendorf et al. | Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry | |
| US5589685A (en) | Matrix enhanced SIMS | |
| RU2414697C1 (en) | Method to detect and identify chemical compounds and device for its realisation | |
| CZ2007847A3 (en) | Method of preparing samples for atomic spectrometric techniques | |
| CA2518706A1 (en) | Method and apparatus for coupling an analyte supply to an electrodynamic droplet processor | |
| RU2285253C1 (en) | Method of de-sorption/ionization of chemical compounds | |
| US20160148793A1 (en) | Method for obtaining mass spectrum of ions generated at constant temperature by measuring total ion count, and use of matrix for quantitative analysis using maldi mass spectrometry | |
| Evans et al. | Atomic spectrometry update: review of advances in atomic spectrometry and related techniques | |
| EP4297063A1 (en) | Method of counting nanoparticle tags in solid samples | |
| Pröfrock | Coupling techniques and orthogonal combination of mass spectrometric techniques | |
| CZ302899B6 (en) | Method of making aerosol of samples for atomic spectrometric techniques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20181203 |