Spektrometria ICP-MS

Niniejsza książka jest drugim tomem z serii „Analiza chemiczna XXI wieku”. Tom pierwszy poświęcony był technikom chemicznego obrazowania powierzchni oraz technikom wielowymiarowym i technikom sprzężonym (M. Szklarczyk, „Mikroskopia chemiczna i analityczne techniki wielowymiarowe oraz sprzężone”, WN PWN 2019). Publikacja prezentuje metodę wykorzystującą spektroskopię mas do określenia składu próbek po uprzednim przeprowadzeniu ich w stan plazmy. Technika ta znana jest jako ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy) i umożliwia oznaczanie zawartości pierwiastków nawet na poziomie nanogramów. Treść książki to bardzo szerokie spektrum różnych tematów ważnych na co dzień dla osób stosujących technikę ICP-MS. Publikacja umożliwia zapoznanie się z rozwojem spektrometrii mas od jej początków, czyli od początku XIX wieku, aż do osiągnięć najnowszych, początek obecnego wieku. Opisane są w prosty sposób zarówno podstawy teoretyczne techniki, jak i rozwiązania techniczne/konstrukcyjne zastosowane w aparaturze ICP-MS. Klarownie opisano poszczególne etapy analizy, czyli jonizację próbki, rozdział powstałych jonów i sposoby ich detekcji. W książce opisane są różne konfiguracje aparaturowe, ich zalety i wady. Duża część treści poświęcona jest zakłóceniom pomiarowym spotykanym w spektrometrii ICP-MS i metodom ich korekcji i minimalizowania, zarówno w analizie jakościowej, jak i ilościowej. Mając na względzie częste pytania kierowane do Autorów niniejszej książki, dotyczące możliwości i różnic pomiędzy techniką spektroskopii optycznej, ICP-OES, a spektroskopią ICP-MS zawarto w książce porównanie tych technik. Również opisane są problemy i zalecenia związane z przygotowaniem próbek oraz całym procesem analizy, mając na względzie zarówno sprawy praktyczne, jak i obowiązujące przepisy. Ostatni rozdział poświęcony jest jednemu z najtrudniejszych tematów analitycznych, czyli analizie specjacyjnej. Opisane są w nim metody analizy chromu, glinu, selenu i arsenu, toksyczność pierwiastków oraz dotyczące tych zagadnień regulacje prawne. Przedstawiona publikacja skierowana jest do bardzo szerokiego grona czytelników, zarówno tych początkujących w dziedzinie analizy ICP-MS, jak i pracowników laboratoriów, do studentów, a także do osób prowadzących już zaawansowane badania naukowe.

Wstęp / 9 1. Wprowadzenie – Nieco historii i nieco podstaw spektrometrii mas (Marek Szklarczyk) / 11 1.1. Nieco historii / 11 1.2. Nieco podstaw / 15 1.3. Podsumowanie / 40 2. Podstawy teoretyczne i rozwiązania techniczne spektrometrii ICP-MS (Rafał Głaszczka, Sebastian Szopa, Szymon Wojtyła) / 47 2.1. Zasada działania spektrometrii mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną / 47 2.2. Konfiguracja spektrometru mas ICP-MS / 60 2.3. Zastosowanie techniki ICP-MS do analizy jakościowej i ilościowej / 79 3. Zakłócenia w spektrometrii mas ICP i metody ich korekcji (Szymon Wojtyła) / 87 3.1. Wstęp / 87 3.2. Interferencje spektralne i metody ich eliminacji / 89 3.3. Interferencje niespektralne / 102 3.4. Jak rozpoznać zakłócenia spektralne/niespektralne / 106 4. Porównanie możliwości oraz sposobu pracy dwóch technik ICP: ICP-MS (spektrometria mas) oraz ICP-OES (spektroskopia optyczna) (Sebastian Szopa) / 109 4.1. Wstęp / 109 4.2. Porównanie możliwości obu technik / 110 4.3. Porównanie zastosowań obu technik / 115 4.4. Praca codzienna z ICP-MS / 119 4.5. Praktyczne porady – przygotowanie próbek do analizy oraz konieczne środki ostrożności / 129 5. Analityka specjacyjna w łączonych technikach analitycznych wykorzystujących metody chromatografii cieczowej połączonej ze spektrometrią mas z jonizacją w indukcyjnie sprzężonej plazmie (LC-ICP-MS) (Anetta Zioła Frankowska, Marcin Frankowski) / 143 5.1. Wstęp / 143 5.2. Cel analizy specjacyjnej / 144 5.3. Metody analizy specjacyjnej / 145 5.4. Toksyczność pierwiastków i regulacje prawne / 146 5.5. Aparatura / 150 5.6. Analiza specjacyjna chromu przy wykorzystaniu łączonych technik analitycznych LC-ICP-MS / 153 5.7. Analiza specjacyjna glinu w winie poprzez oznaczenie jego organicznych i nieorganicznych form / 163 5.8. Jednoczesne oznaczanie organicznych i nieorganicznych form arsenu i selenu w próbkach owoców morza i cebuli z zastosowaniem LC-ICP-MS / 174 Literatura / 183