BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ICPMS

PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
VÍ DỤ CƠ CHẾ 2 TẠO ION SINH PHỔ ICP-MS
 Ví dụ 2: Dung dịch Ba3(PO4)2 trong 2% H2SO4
Ba3(PO4)2(l)  Ba3(PO4)2 (r)  3Ba(r)  3Ba(k)  Ba1+ (chính)
 BaO(r)  Ba(r)  Ba(k)  Ba1+
(phụ)
 BaO(r)  BaO(k)  BaO1+
(phụ)
 Các loại hợp chất của kim loại kiềm thổ, các NTĐH, Al, Fe, Th, Zr,..
với các anion F-, SiO32-, PO43-, … dễ xẩy ra theo kiểu cơ chế này.
Ví dụ: Ba3(PO4)2, Ca3(PO4)2, BaF, CaF, LnF3, LnPO4,…
 Ngoài ra còn có quá trình phụ sau, không có lợi và phải loại trừ:
Ar + O  ArO  ArO1+
Fe + O  FeO  FeO1+
Ln + O  LnO  LnO1+,…
Zr + O  ZrO  ZrO1+
Ln + O + H2O (hơi)  LnOH  LnOH1+

1/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
 Sau đây là một số ví dụ hình thành MeO và MeOH của NTĐ

(tỷ số MeO/Me)
(tỷ số MeOH/Me)
Công suất NTH và sự hình thành MeO và MeOH
Như vậy với công suất NTH thích hợp, thì sự hình thành MeO là nhỏ nhất
Trong ví dụ này là: 1200 W.

2/148

PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

W-Tỷ số MeO/Me với 14 NTĐH

LLKM-tỷ số MeO/Me

SDe-MeO/Me

LLKM-MeOH/Me

3/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Hình thành các khối MeO và MeOH của NTĐH

4/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Hình thành các khối MeO và MeOH của NTĐH

5/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các khối PT và khối nguyên tố trùng

6/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các khối PT và khối nguyến tố trùng

7/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các khối PT và khối nguyên tố trùng

8/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các khối PT và khối nguyên tố trùng

9/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
ĐỘ NHẠY CỦA PHÉP ĐO ICP-MS
 Được xác định bởi các yêu tố:
1. Chất lượng của hệ thiết bị ICP-MS,
2. Bản chất và trạng thái liên kết của các nguyên tố trong mẫu,
3. Các điều kiện hoá hơi, NTH và ion hoá nguyên tố phân tích,
4. Công suất làm việc của nguồn plasma,
6. Các thông số và điều kiện thực hiện phép đo,
7. Môi trường khí trơ Ar plasma, khí dẫn mẫu,

8. Thành phần của mẫu, nhất là chất nền.
9. Môi trường axit và loại axit của dung dịch mẫu.
 Có 2 khái niệm về độ nhạy: Có 2 loại:
+ Độ nhạy tuyệt đối,
+ Độ nhạy tương đối (độ nhạy nồng độ, LOQ).

10/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
ĐỘ NHẠY CỦA ICP-MS (THEO ELAN 9000 II, PE)
Ng.tố (m/Z)

LOD,ppt

Ng.tố (m/Z)

LOD,ppt

Li (7)

0,50

Mn (55)

0,20

Be (9)

1,00

Fe (56)

0,15

Na (23)

0,14

Co (59)

0,20

Mg (24)

0,1

Ni (60)

0,20

Al (27)

0,50

Cu (63)

0,10

K (39)

0,30

Zn (64)

0,45

Ca (40)

0,40

Cd (114)

0,10

Cr (52)

0,12

Pb (208)

0,10

( ppt = 10-12g.) = 1/1000 ppb = 1/1000.000 ppm

11/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
● Độ nhạy của phép đo ICP-MS

12/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Do phương pháp PT có độ nhạy cao (ppt), nên yêu cầu:
1. Môi trường PNT: Bảo đẩm
+ Không có bụi, lọc bụi, áp suất dương (>=15%)
+ Độ ẩm 75% <=
+ Nhiệt độ: 27-30oC
2. Nước cất: Siêu sạch (R>=18,2 Megaôm)
3. Các hoá chất: Loại Specpure
4. Dung cụ thuỷ tinh: Rất sạch
5. Các điều kiện chuẩn bị mẫu: Sạch cao
6. Điện chạy máy: 5% dao động.

13/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các yếu tố ảnh hưởng trong ICP-MS:


Có thể có các yếu tố sau, nếu không tối ưu được các điều kiện PT.
1. Các thông số của máy đo ICP-MS.
2. Các điều kiện hoá hơi, nguyên tử hoá và ion hoá chất PT.
3. Các yếu tố về phổ MeO, MeOH và nền của mẫu (bảng 9, slide 61).
4. Các yếu tố vật lý,
5. Các yếu tố ảnh hưởng hoá học (nguyên tố thứ ba).
6. Cách và kỹ thuật chuẩn bị mẫu.


Ví dụ:
♦ Với nhóm 1 là:
+ Chọn khối để đo, (m/Z)
+ Thông số:
+ Thế V làm việc của hệ thấu kính + Thế Ve quét phổ,
+ Điều kiện, thời gian nhận tín hiệu,…

14/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các yếu tố ảnh hưởng trong ICP-MS:
♦ Với nhóm 2:
+ Điều kiện tạo thể solkhí mẫu,
+ Điều kiện hoá hơi, nguyên tử hoá, ion hoá chất PT,
+ Công suất làm việc của plasma
+ Tốc độ dẫn mẫu
đầu ngọn lửa plasma, …
♦ Với nhóm 3:
+ Chọn số khối (m/Z) của nguyên tố PT để đo,
+ Khử bỏ các nhóm ion 2 nguyên tố MeO, MeOH
♦ Với nhóm 4:
+ Các yếu tố VL, Độ nhớt của mẫu,
+ Trạng thái của mẫu,…

15/148

+ Cắt và khử

PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
Các yếu tố ảnh hưởng trong ICP-MS:
♦ Với nhóm 5:
+ Loại axit và nồng độ axit,
+ Thành phần hoá học của mẫu,
+ Chất nền của mẫu, chất modify nền,
+ Các Kation và Anion (nguyên tố thứ ba).
♦ Với nhóm 6:
+ Cách chuẩn bị mẫu để đo phổ,
+ Các hoá chất sử dụng,
+ Tay nghề của người chuẩn bị mẫu.
Đó là khái quát các vấn đề có thể có để chúng ta có bức tranh tổng thể
và hình dung được các vấn đề cần lưu tâm.
Song trong thực tế không phải có tất cả, mà mỗi trường hợp cụ thể có
thể có và cũng có thể không.

16/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

Nguyên tắc:


Số khối (m/Z) của nguyên tố,
Mỗi nguyên tử của một nguyên tố có số khối riêng.
Ví dụ: Li: (m/Z)=7. Be:(m/Z) = 9. Na: (m/Z) = 23. Mg: (m/Z) = 24.
K: (m/Z) = 39. Ca: (m/Z) = 40. Cr: (m/Z) =52. Mn: (m/Z) =55.

Và mỗi số khối (m/Z) này ứng với một pic phổ ICP-MS.
 Do đó nếu quan sát trong phổ của mẫu PT có pic khối (m/Z) nào,
Thì nguyên tố đó có trong mẫu PT.
 Ví dụ trong phổ của mẫu phân tích:
+ Nếu có pic ứng với số khối (m/Z)=40,  trong mẫu có Ca.
+ Nếu có pic ứng với số khối (m/Z)=52,  trong mẫu có Cr.
+ Nếu có pic ứng với số khối (m/Z)=55,  trong mẫu có Mn.
 Các hệ máy ICP-MS có thư viện (m/Z) của các nguyên tố, 
Nên việc định tính và bán ĐL dễ dàng hơn và in ra bảng kết quả ngay.

17/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

Cách làm
Chuẩn bị mẫu,

Chọn các điều kiện ghi phổ của mẫu PT và mẫu chuẩn,
 Ghi phổ của các mẫu chuẩn và mẫu phân tích,
 Xác định các số khối (m/Z) cho mỗi nguyên tố và
lập bảng các khối đó,
 Quan sát phổ của mẫu phân tích tìm các píc khối (m/Z),
Các hệ máy có chương trình, nó tự động làm việc này,
Sau đó in ra các kết quả nguyên tố phát hiện được trong mẫu.
Đồng thời chỉ ra các bán định lượng hàm lượng các
nguyên tố đó.


18/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS
PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

Cách làm bán định lượng
♦ Theo các bước:
+ Chuẩn bị mẫu,
+ Chuẩn thang khối (m/Z) của máy bằng 4 nguyên tố trong toàn
vùng phổ.
+ Chọn các điều kiện ghi phổ của mẫu PT và mẫu chuẩn,
+ Ghi phổ của các mẫu chuẩn và mẫu phân tích,
+ Quan sát phổ của mẫu phân tích tìm các píc khối (m/Z),
Các hệ máy có chương trình, nó tự động làm việc này, đồng thời
chỉ ra các bán định lượng hàm lượng các nguyên tốđó.

19/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Mẫu NTĐH 

Chỉ ra các bán định lượng hàm lượng các nguyên tố đó

Mẫu quặng 

Phổ của 2 mẫu phân tích
20/148

PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Một đoạn phổ của mẫu phân tích (ion dương)

21/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Một đoạn phổ của mẫu phân tích (ion âm)

22/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Phổ của mẫu phân tích QA 6-10 (USA)
23/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Phổ của mẫu phân tích

24/148


PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
● Phương trình cơ bản ĐL
IMS = k + a.CXb
(với 0 , b <=1)
Hay
IMS = a.CX
khi k=0 và b=1.

Hình 23. Mối quan hệ của IMS và CX

25/148