| اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS Thermo Fisher SCIENTIFIC مدل iCAP TQ | |
|---|---|
| نام دستگاه | ICP-MS/MS |
| مدل | iCAP TQ |
| برند | Thermo Fisher SCIENTIFIC |
| کشور سازنده | آمریکا |
| نوع کاربرد | دارویی، محیط زیست، Semiconductor، مواد با ماتریس پیچیده |
اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS مدل iCAP TQ یک سامانه پیشرفته طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی با معماری Triple Quadrupole است که برای Trace و Ultra-trace Analysis و به ویژه اندازه گیری هایی طراحی شده است که کنترل تداخل های طیفی پیچیده در آنها اهمیت بالایی دارد. تفاوت بنیادی این سیستم با ICP-MS های تک کوادروپل در ساختار Q1 – Q2(QCell) – Q3 است؛ معماری سه مرحله ای که امکان انتخاب کنترل شده یون پیش از سلول واکنش و سپس جداسازی یون محصول را فراهم می کند.
در iCAP TQ، Q1 و Q3 به عنوان دو فیلتر جرمی مستقل در دو سوی QCell قرار می گیرند و QCell محیطی برای برخورد یا واکنش یون ها با گاز انتخاب شده فراهم می کند. این ساختار، دستگاه را برای کاربردهایی که در آنها یک تداخل جرمی با یون هدف همپوشانی دارد، به یک ابزار تخصصی تبدیل می کند. بسته به روش تحلیلی، گازهایی مانند O₂ و He می توانند برای ایجاد شرایط مناسب کنترل تداخل مورد استفاده قرار گیرند و انتخاب گاز باید بر اساس عنصر هدف، ماتریس نمونه و مسیر واکنش مورد نیاز انجام شود.
کاربرد iCAP TQ تنها به حساسیت پایین محدود نیست؛ بلکه توانایی تفکیک یک یون هدف از گونه های مزاحم، در بسیاری از روش های تخصصی اهمیت بیشتری پیدا می کند. این ویژگی در آنالیز Elemental Impurities دارویی، مواد با خلوص بالا، نمونه های Semiconductor و ماتریس های پیچیده محیط زیستی اهمیت دارد؛ زیرا در چنین نمونه هایی ممکن است غلظت عنصر هدف بسیار پایین باشد، در حالی که اجزای زمینه با شدت بالا در تشکیل تداخل نقش داشته باشند. با توجه به گستردگی پژوهش هایی که توسط صنایع مختلف انجام می پذیرد، فروش اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS iCAP TQ توسط رایان الکترون انجام می پذیرد.
iCAP TQ چگونه معماری Triple Quadrupole را به ابزار کنترل تداخل تبدیل می کند؟
در یک سیستم ICP-MS/MS، نمونه پس از تبدیل شدن به آئروسل وارد پلاسما می شود و عناصر موجود در آن پس از اتمی شدن و یونش به یون تبدیل می شوند. یون های ایجاد شده سپس از طریق Interface به بخش جرمی انتقال پیدا می کنند. در iCAP TQ، مسیر جرمی Q1 – Q2(QCell) – Q3 امکان ایجاد یک زنجیره انتخابی برای کنترل یون های ورودی، واکنش یا برخورد در سلول و انتخاب یون خروجی ایجاد می کند. نیاز به ذکر است که پیش از خرید اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS iCAP TQ، توجه به مشخصات فنی دستگاه و قابلیت های آن مهم و ضروری می باشد.
Q1 می تواند برای انتخاب یون پیش ساز مورد نظر مورد استفاده قرار گیرد؛ سپس یون منتخب وارد QCell می شود تا در شرایط تعریف شده با گاز واکنشی یا برخوردی برهم کنش داشته باشد. در ادامه Q3 یون محصول یا یون مورد نظر را انتخاب می کند. این جداسازی دومرحله ای، تفاوت کلیدی Triple Quadrupole با معماری Single Quadrupole است و در روش هایی که تداخل های طیفی پیچیده وجود دارند، امکان توسعه روش های اختصاصی تر را فراهم می کند.
| ساختار جرمی و نقش اجزای ICP-MS/MS iCAP TQ | ||
|---|---|---|
| بخش | ساختار | نقش تحلیلی |
| Q1 | Quadrupole اول | انتخاب و کنترل یون پیش ساز پیش از ورود به QCell |
| Q2 | QCell | انجام برخورد یا واکنش کنترل شده با گاز انتخابی |
| Q3 | Quadrupole دوم | انتخاب یون محصول یا یون مورد نظر پس از QCell |
| کل سامانه | Q1 – Q2(QCell) – Q3 | کنترل مرحله ای یون برای کاهش اثر تداخل های پیچیده |
QCell چه تفاوتی با یک مسیر جرمی ساده دارد؟
QCell بخش میانی معماری iCAP TQ است که شرایط برخورد یا واکنش یون ها را فراهم می کند. وجود چهار کنترل کننده گاز QCell امکان مدیریت دقیق تر شرایط گازی سلول را در چارچوب روش تحلیلی فراهم می کند. در روش های واکنشی، گاز مناسب بر اساس رفتار شیمیایی یون هدف و گونه مزاحم انتخاب می شود؛ بنابراین QCell صرفا یک محفظه عبور یون نیست، بلکه یکی از اجزای اصلی توسعه روش در ICP-MS/MS محسوب می شود. امکاناتی که در دستگاه های پیشرفته به کار می رود، باعث تمایز هزینه های تولید می شود و در همین راستا، می توانید شاهد تمایز قیمت اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS iCAP TQ با سایر دستگاه های هم رده آن در ICP-MS/MS باشید.
این قابلیت زمانی اهمیت بیشتری پیدا می کند که یون هدف در جرم مشابه یک گونه مزاحم قرار گرفته باشد. در چنین شرایطی، استفاده از واکنش شیمیایی مناسب می تواند رفتار یون ها را تغییر دهد و امکان جداسازی مؤثرتر آنها را در مرحله Q3 فراهم کند. به همین دلیل توسعه روش برای iCAP TQ باید بر اساس شیمی یون ها و ماهیت واقعی ماتریس انجام شود.
معماری Triple Quadrupole: مزیت اصلی iCAP TQ در ترکیب Q1، QCell و Q3 است؛ یعنی انتخاب یون پیش از سلول، کنترل واکنش یا برخورد در سلول و انتخاب مجدد پس از آن. این معماری برای روش هایی اهمیت دارد که حذف یک تداخل با یک فیلتر جرمی منفرد کافی نیست.
سه حالت SQ، SQ-KED و TQ چه تفاوتی در کاربرد iCAP TQ ایجاد می کنند؟
iCAP TQ صرفا یک دستگاه Triple Quadrupole محدود به یک حالت اندازه گیری نیست و امکان کار در حالت های Single Quadrupole، Single Quadrupole KED و Triple Quadrupole را فراهم می کند. این انعطاف پذیری باعث می شود روش تحلیلی بر اساس سطح پیچیدگی نمونه و نوع تداخل انتخاب شود؛ در نتیجه همه نمونه ها الزاماً نیازمند استفاده از پیچیده ترین مسیر TQ نیستند.
| انتخاب حالت اندازه گیری متناسب با پیچیدگی روش | ||
|---|---|---|
| حالت | ساختار عملکردی | کاربرد تحلیلی |
| SQ | Single Quadrupole | اندازه گیری های ICP-MS در شرایطی که کنترل پیشرفته واکنشی مورد نیاز نیست |
| SQ-KED | Single Quadrupole با KED | مدیریت برخی تداخل های پلی اتمی با استفاده از گاز برخوردی |
| TQ | Triple Quadrupole | Trace و Ultra-trace در روش هایی که کنترل تداخل پیچیده اهمیت دارد |
وجود حالت های مختلف به آزمایشگاه اجازه می دهد روش را متناسب با ماهیت واقعی نمونه انتخاب کند. برای نمونه های ساده تر ممکن است حالت SQ کافی باشد، در حالی که برای تداخل های مشخص می توان از SQ-KED استفاده کرد و در روش های بسیار حساس یا دارای تداخل های پیچیده، مسیر TQ و واکنش کنترل شده در QCell می تواند مورد توجه قرار گیرد.
سیستم ورود نمونه iCAP TQ چه نقشی در کیفیت سیگنال جرمی دارد؟
قبل از آنکه یون ها وارد بخش Triple Quadrupole شوند، کیفیت تبدیل نمونه مایع به آئروسل و انتقال پایدار آن به پلاسما اهمیت زیادی دارد. iCAP TQ با یک Nebulizer استاندارد Glass concentric با دبی 400 µL/min، Spray Chamber از نوع Quartz cyclonic و Torch از نوع Quartz demountable پیکربندی شده است. این مجموعه بخشی از مسیر Sample Introduction را تشکیل می دهد و شرایط ورود نمونه به پلاسما را تعیین می کند. پژوهشگران مبتنی بر نیاز تحقیقات خود می توانند نسبت به خرید اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS iCAP TQ اقدام کنند.
| اجزای استاندارد Sample Introduction در iCAP TQ | |
|---|---|
| Nebulizer استاندارد | Glass concentric، 400 µL/min |
| Spray Chamber | Quartz cyclonic |
| Torch | Quartz demountable |
| Injector | Quartz، 2.5 mm ID |
| Interface Cones | Nickel، High Performance |
چرا انتخاب اجزای Sample Introduction در آنالیز Ultra-trace مهم است؟
در اندازه گیری های Ultra-trace، هر عاملی که باعث تغییر پایدار یا ناپایدار در انتقال آئروسل شود می تواند روی تکرارپذیری داده اثر بگذارد. Nebulizer، Spray Chamber، Torch و Injector باید متناسب با نوع نمونه، شرایط آماده سازی و روش تحلیلی مورد استفاده قرار گیرند. وجود Injector کوارتز با قطر داخلی 2.5 میلی متر و Spray Chamber از نوع Quartz cyclonic، بخشی از پیکربندی مشخص شده برای iCAP TQ است.
Interface Cones از جنس Nickel و با طراحی High Performance نیز در مسیر انتقال یون از ناحیه پلاسما به بخش خلأ قرار دارند. وضعیت این اجزا در طول کار دستگاه باید کنترل شود؛ زیرا تجمع مواد یا فرسودگی می تواند بر انتقال یون و در نهایت پاسخ جرمی اثر بگذارد.
کنترل گازها در iCAP TQ چگونه با طراحی Plasma و QCell هماهنگ می شود؟
iCAP TQ دارای سه کنترل کننده برای گازهای Plasma و چهار کنترل کننده برای گازهای QCell است. جداسازی این مسیرهای کنترلی امکان مدیریت مستقل تر شرایط مورد نیاز پلاسما و شرایط واکنش یا برخورد در QCell را فراهم می کند. در یک روش ICP-MS/MS، انتخاب و کنترل گاز باید بر اساس هدف روش انجام شود و نمی توان یک شرایط گازی را برای تمام عناصر و ماتریس ها مناسب فرض کرد.
در QCell بسته به روش می توان از گازهای واکنشی یا برخوردی مانند O₂ و He استفاده کرد. هلیوم بیشتر در رویکردهای KED برای کنترل برخی تداخل های پلی اتمی مطرح است، در حالی که اکسیژن می تواند در روش های واکنشی برای تغییر شیمیایی یون ها و ایجاد یون محصول مناسب مورد استفاده قرار گیرد.
کنترل گاز QCell: انتخاب گاز، دبی و شرایط سلول باید بر مبنای روش معتبر و رفتار عنصر هدف تعیین شود. بنابراین قابلیت چندگانه QCell زمانی بیشترین ارزش را دارد که با توسعه روش و شناخت دقیق تداخل های طیفی همراه باشد.
حساسیت و حدود تشخیص iCAP TQ چه تصویری از قابلیت Ultra-trace ارائه می دهند؟
داده های حساسیت و Detection Limit از شاخص های مهم در ارزیابی عملکرد ICP-MS/MS هستند، اما تفسیر آنها باید همراه با شرایط اندازه گیری انجام شود. بر اساس مشخصات ارائه شده برای iCAP TQ، حساسیت نمونه های مرجع برای عناصر مختلف در محدوده های متفاوت قرار دارد و حدود تشخیص زیر نانوگرم بر لیتر برای برخی عناصر گزارش شده است.
| شاخص های عملکردی اعلام شده برای iCAP TQ | ||
|---|---|---|
| پارامتر | مقدار تقریبی اعلام شده | اهمیت تحلیلی |
| حساسیت 7Li | حدود 65 kcps/µg·L⁻¹ | شاخص پاسخ سیستم برای عنصر لیتیوم در شرایط مشخص آزمون |
| حساسیت 59Co | حدود 150 kcps/µg·L⁻¹ | معیاری برای ارزیابی پاسخ جرمی کبالت |
| حساسیت 115In | حدود 300 kcps/µg·L⁻¹ | نشان دهنده پاسخ سیستم در اندازه گیری ایندیوم |
| حساسیت 238U | حدود 330 kcps/µg·L⁻¹ | شاخص پاسخ برای عنصر اورانیوم در شرایط مشخص |
| DL برای 9Be | <0.5 ng/L | نشان دهنده قابلیت اندازه گیری در غلظت های بسیار پایین |
| DL برای 115In | <0.1 ng/L | مناسب برای ارزیابی توان تشخیص در محدوده Ultra-trace |
| DL برای 209Bi | <0.1 ng/L | شاخص حساسیت در اندازه گیری بیسموت در سطح بسیار پایین |
مقادیر حساسیت و Detection Limit باید با توجه به شرایط آزمون، آماده سازی نمونه، ماتریس، تنظیمات دستگاه و روش تحلیلی تفسیر شوند. بنابراین در انتخاب یک سیستم ICP-MS/MS، استفاده از اعداد عملکردی باید در کنار قابلیت کنترل تداخل، پایداری روش و نیاز واقعی آزمایشگاه انجام شود.
در کاربردهای آنالیز دستگاهی آزمایشگاهی، اهمیت iCAP TQ زمانی بیشتر آشکار می شود که یک عنصر در سطح بسیار پایین قرار داشته باشد و همزمان ماتریس یا گونه های همراه، احتمال ایجاد تداخل را افزایش دهند. در چنین شرایطی، ترکیب حساسیت بالا با معماری Triple Quadrupole می تواند برای توسعه روش های دقیق تر مورد استفاده قرار گیرد. صرف نظر از قیمت اسپکتروفتومتر ICP-MS/MS iCAP TQ، این امکانات و قابلیت های دستگاه است که توسط خریدار باید در نظر گرفته شود.