Co to jest spektrometr mas plazmowo sprzężony indukcyjnie?
Indukcyjnie sprzężony spektrometr mas plazmowych (ICP-MS) służy do oznaczania stężenia poszczególnych pierwiastków w próbkach skały i gleby do badań geologicznych. Zdolność do identyfikacji zawartości próbek jest korzystna w poszukiwaniu minerałów. Hybryda spektrometru mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie jest przydatna w zapewnieniu izotopowego wieku minerałów do datowania radiometrycznego. Technologia ta została po raz pierwszy zastosowana w latach 60. XX wieku jako metoda hodowli kryształów. Został ulepszony do użytku jako narzędzie analityczne do celów środowiskowych.
Spektrometry masowe ze sprzężeniem indukcyjnym działają szybko i dobrze nadają się do analizy dużych ilości osadów i próbek gleby. Roztwór osadu lub skały umieszcza się w plazmie, a stężenie próbki zależy od emitowanego światła. Sprzęt może zidentyfikować ponad 40 elementów. Argon jest jednym z pierwiastków, których spektrometr mas nie może zidentyfikować.
Sprzęt ICP-MS ma trzy rurki, które zwykle są wykonane z krzemionki i tworzą część pochodni urządzenia. Część palnika urządzenia znajduje się w cewce chłodzonej wodą w generatorze częstotliwości radiowych. Gdy gazy przepuszczane są przez palnik, aktywowane jest pole częstotliwości radiowej. Gaz wewnątrz cewki staje się następnie przewodzący.
Spektrometr masowy ze sprzężeniem indukcyjnym następnie mierzy światło emitowane przez jony w próbce. Światło jest przekształcane na sygnały elektryczne, a intensywność otrzymanych sygnałów jest porównywana ze znanymi natężeniami. Dopasowanie wyników do znanych informacji jest tym, co identyfikuje element. Elementy mogą mieć wiele długości fal, co czyni doświadczenie krytycznym czynnikiem podczas przeprowadzania analizy.
W geochronologii stosuje się spektrometr mas plazmowo sprzężony indukcyjnie (MC-ICPMS). Geochronologia wykorzystuje pomiar rozpadu radioaktywnego w celu ustalenia wieku próbki. W tym układzie jony są wytwarzane przez wprowadzenie do plazmy, która usuwa elektrony, pozostawiając jony dodatnie. Jony są przyspieszane, a następnie skupiane. Zogniskowana wiązka przechodzi przez filtr, który oddziela jony na podstawie ich masy.
Zarówno MC-ICPMS, jak i ICP-MS korzystają z systemu porównywania zmierzonych napięć w celu uzyskania wyników naukowych. Indukcyjnie sprzężone spektrometry mas plazmowe można znaleźć w laboratoriach zajmujących się pobieraniem próbek gleby i wody. Są przydatne w badaniach geochemii i ekologii chemicznej. Potrafią wykryć siarkę, fosfor i bor, dzięki czemu bardzo dobrze sprawdzają się w testach oczyszczania w systemach dystrybucji wody.