Co je hmotnostní spektrometr s indukčně vázaným plazmatem?

K určení koncentrace jednotlivých prvků ve vzorcích hornin a půdy pro geologické studie se používá indukčně vázaný plazmatický hmotnostní spektrometr (ICP-MS). Schopnost identifikovat obsah vzorků je prospěšná při průzkumu nerostů. Hybrid indukčně vázaného plazmového hmotnostního spektrometru je užitečný při poskytování izotopového stáří minerálů pro radiometrické datování. Tato technologie byla poprvé použita v 60. letech 20. století jako metoda pěstování krystalů. Byl vylepšen pro použití jako analytický nástroj pro environmentální účely.

Hmotnostní spektrometry s indukčně vázanou plazmou pracují rychle a jsou vhodné pro analýzu velkého množství vzorků sedimentu a půdy. Roztok sedimentu nebo horniny je umístěn do plazmy a koncentrace vzorku je stanovena vyzařovaným světlem. Zařízení může identifikovat více než 40 prvků. Argon je jedním z prvků, které hmotnostní spektrometr nedokáže identifikovat.

Zařízení ICP-MS má tři trubky, které jsou obvykle vyrobeny z oxidu křemičitého a tvoří část hořáku zařízení. Část hořáku zařízení je v cívce, která je chlazena vodou, uvnitř vysokofrekvenčního generátoru. Když plyny prochází hořákem, aktivuje se vysokofrekvenční pole. Plyn uvnitř cívky se pak stane vodivým.

Indukčně vázaný plazmatický hmotnostní spektrometr pak měří světlo, které je emitováno ionty ve vzorku. Světlo se převádí na elektrické signály a intenzita výsledných signálů se porovnává se známými intenzitami. Prvek identifikuje shoda výsledků se známými informacemi. Prvky mohou mít mnoho vlnových délek, což činí zkušenost kritickým faktorem při provádění analýzy.

V geochronologii se používá multicollectorem indukčně vázaný plazmatický hmotnostní spektrometr (MC-ICPMS). Geochronologie používá měření radioaktivního rozpadu ke stanovení stáří vzorku. V tomto systému jsou ionty vytvářeny zavedením do plazmy, která strhává elektrony a zanechává pozitivní ionty. Ionty jsou urychlovány a poté soustředěny. Zaostřený paprsek prochází filtrem, který odděluje ionty na základě jejich hmotnosti.

MC-ICPMS i ICP-MS používají systém porovnávání měřených napětí k získání vědeckých výsledků. Indukčně vázané plazmové hmotnostní spektrometry lze nalézt v laboratořích, které se podílejí na odběru vzorků půdy a vody. Jsou užitečné v geochemických a chemických ekologických studiích. Mohou detekovat síru, fosfor a bor, takže velmi dobře fungují při testování čištění ve vodovodních systémech.