Wykorzystanie techniki półilościowej spektrometrii mas z indukcyjnie sprzężoną plazmą (SQ-ICP-MS) do oznaczania pierwiastków śladowych w próbkach środowiskowych

• Autorzy: Krzciuk K.

Warianty tytułu

EN

The use of semiquantitative technique of inductively coupled plasma mass spectrometry (SQ-ICP-MS) analysis in the study of trace elements concentration in environmental samples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Oznaczenia pierwiastków śladowych z wykorzystaniem spektrometrii mas z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-MS) są popularne w laboratoriach w kraju i za granicą. ICP-MS stanowi rutynową metodę w analizie różnych rodzajów próbek, a w tym próbek środowiskowych; rekomendowana jest w wielu przypadkach przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA). Stwarza ona możliwość wykonania oznaczeń wielu pierwiastków jednocześnie z dużą dokładnością i precyzją, jednak wymaga podczas kalibracji użycia metody wzorca zewnętrznego. Gdy uzyskanie wysokiej dokładności pomiarów nie jest wymagane (np. w tzw. badaniach przesiewowych), możliwe jest wykorzystanie techniki półilościowej (ang. semiquantitative - SQ) ICP-MS. SQ-ICP-MS daje możliwość pominięcia etapu kalibracji z użyciem wzorców zawierających wszystkie oznaczane pierwiastki, przez co oszczędza się czas oraz odczynniki. Dokładność SQ-ICP-MS mieści się zwykle w przedziale 30-50%. Technika ta jest głównie wykorzystywana w sytuacjach, gdy niedostępny jest odpowiedni wzorzec kalibracyjny oraz w przypadkach analizy ciał stałych z użyciem ablacji laserowej. SQ-ICP-MS ma duży potencjał aplikacyjny w badaniach przesiewowych, jak np. poszukiwanie roślin akumulujących pierwiastki śladowe. Jej wykorzystanie w wielu przypadkach stanowi rozwiązanie bliższe ideom zielonej chemii analitycznej. Choć technika ta daje duże możliwości, nadal jest mało popularna, nawet wśród specjalistów. Niniejszy artykuł poświęcony jest ocenie tej techniki, wskazuje jej możliwości i ograniczenia, szczególnie w odniesieniu do analiz próbek środowiskowych.

EN

Determination of trace elements by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is a popular approach used in laboratories all over the world. ICP-MS is a routine method in analysis of different types of samples, including environmental samples and is recommended in many cases by the American Environmental Protection Agency (EPA). It provides the possibility of determining many elements at the same time with a good accuracy and precision, but requires the use of a calibration procedure using external standard calibration. If a high accuracy is not a priority (e.g. during screening tests), a semi-quantitative (SQ-ICP-MS) technique can be used. The SQ-ICP-MS does not require a complicated calibration protocol, which saves time and reagents. The accuracy of SQ-ICP-MS is usually in the range of 30-50%. The SQ-ICP-MS is applied if no calibration standards are available or during solid samples analysis with the use of laser ablation ICP-MS. Semi-quantitative technique has a high application potential in screening tests, such as searching for plants accumulating trace elements. SQ-ICP-MS meets criteria of technique recommended by the green analytical chemistry. Although the technique offers great opportunities, it is not very popular, even among specialists. This article is the critical review of the method, indicates its possibilities and limitations, especially in the context of environmental sample analysis.

Słowa kluczowe

PL

SQ-ICP-MS; technika półilościowa; pierwiastki śladowe; metoda przesiewowa; próbki środowiskowe

EN

SQ-ICP-MS; semiquantitative technique; trace elements; screening method; environmental samples

• Wydawca: Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o
• Czasopismo: Aparatura Badawcza i Dydaktyczna
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 23, nr 2
• Strony: 77--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krzciuk K.

• Instytut Chemii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

Bibliografia

• [1] Krzciuk K., Intelligent Analysis of Samples by Semiquantitative Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) Technique: A Review, Crit Rev Anal Chem, 46, (2016), 284-290.
• [2] Bulska E., Wagner B., Quantitative aspects of inductively coupled plasma mass spectrometry, Phil Trans R Soc A, 374(2079), (2016).
• [3] Hu Y., Vanhaecke F., Moens L., Dams R., Semi-quantitative Panoramic Analysis of Industrial Samples by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, Anal Chim Acta, 355, (1997), 105-111.
• [4] Taylor H. E., Huff R. A., Montaser A., Novel Applications of ICPMS. In Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry; Montaser A., Ed., New York, Wiley-VCH, 1998, 681-807.
• [5] Tye C., Using the ICP-MS as a Rapid Survey Tool for Semiquantitative Analysis, Santa Clara, Agilent Technologies, 2000, 1-6.
• [6] Craig C. A., Jarvis K. E., Clarke L. J., An assessment of calibration strategies for the quantitative and semi-quantitative analysis of calcium carbonate matrices by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS), J Anal Atom Spectrom, 15, (2000), 1001-1008.
• [7] Broadhead M., Broadhead R., Laser sampling ICP-MS: semi-quantitative determination of sixty-six elements in geological samples, Atom Spectrosc, 11, (1990), 205-209.
• [8] Ingle C. P., Sharp B. L., Horstwood M. S., Parrish R. R., Lewis D. J., Instrument response functions, mass bias and matrix effects in isotope ratio measurements and semi-quantitative analysis by single and multi-collector ICP-MS, J Anal Atom Spectrom, 18, (2003), 219-229.
• [9] Wilbur S., Applications of ICP-MS in Homeland Security, Am Lab News, 36, (2004), 20.
• [10] Chen H., Dabek-Zlotorzynska E., Rasmussen P. E., Hassan N., Lanouette M., Evaluation of semiquantitative analysis mode in ICP-MS, Talanta, 74, (2008), 1547-1555.
• [11] Laborda F., Medrano J., Castillo J. R., Quality of Quantitative and Semiquantitative Results in Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, J Anal At Spectrom, 16, (2001), 732-738.
• [12] Amarasiriwardena C. J., Gerken B., Argentine M. D., Barnes R. M., Semiquantitative Analysis by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, J Anal At Spectrom, 5, (1990), 457-462.
• [13] Laursen K. H., Hansen T. H., Persson D. P., Schjoerring J. K., Husted S., Multi-elemental fingerprinting of plant tissue by semi-quantitative ICP-MS and chemometrics, J Anal At Spectrom, 24, (2009), 1198-1207.
• [14] Shiraishi K., Multi-element analysis of 18 food groups using semi-quantitative ICP-MS, J Radioanal Nucl Ch, 238, (1998), 67-73.
• [15] Zhou B. M., Huang J. M., Cheng Y., Ye T. J., ICP-MS Semi-quantitative Determination of Sudden Metal Pollution Incidents at Water Sources, China Water & Wastewater, 27, (2011), 93-95.
• [16] Neubauer K., Thompson L., Close Enough: The Value of Semiquantitative Analysis, Spectroscopy, 26, (2011), 24-31.
• [17] Pearce F. M., The Use of ICP-MS for the Analysis of Natural Waters and an Evaluation of Sampling Techniques, Environ Geochem Health, 13, (1991), 50-55.
• [18] Carrero J. A., Arrizabalaga I., Bustamante J., Goienaga N., Arana G., Madariaga J. M., Diagnosing the Traffic Impact on Roadside Soils through a Multianalytical Data Analysis of the Concentration Profiles of Traffic-Related Elements, Sci Total Environ, 458-460, (2013), 427-434.
• [19] Gałuszka A., Krzciuk K., Migaszewski Z. M., A new two-step screening method for prospecting of trace element accumulating plants, Int J Environ Sci Technol, 12, (2015), 3071-3078.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).