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Espectroscopía atómica en el laboratorio
agro-ambiental:
Del Absorción Atómica de Llama al ICPMS
Triple Cuadrupolo.
INTRODUCCIÓN
Requisitos de los laboratorios que realizan análisis
elemental
• Determinaciones multielementales
–En matrices variadas
–Intervalo lineal amplio
–Velocidad de análisis
•Disminución de los costes operativos
–Consumo de gases
–Fungible
–Instalación
–Mano de obra/Automatización
•Facilidad de manejo
–Personal no especializado
–Interpretación sencilla de los resultados
–Trabajo desatendido
Tendencias actuales: Los análisis se efectúan cada
vez más en un entorno regulado
El análisis de trazas y ultra-
trazas es cada vez más exigente
Campos de Aplicación del Análisis Elemental
– Medioambiente
– Alimentación
– Agrario
– Minería/Geología
– Materiales
– Clínico
– Farmacéutico
– Químico/Petroquímico
– Semiconductores
– Control de Calidad
– Forense
– Nuclear
– Investigación
Hasta hace poco…
Técnicas de Absorción Atómica
FAAS
ICP-OES
Absorción
Atómica de
Llama
ICP Optical
Emission
ICP-MS ICP Mass
Spectrometry
Bajo coste; Rápida; monoelemental; buena
cobertura de elementos; DLs 10’s a 100’s ppb
ICP
GFAAS Graphite
Furnace Atomic
Absorption
Mayor coste; Lenta; Monoelemental;
Cobertura selectiva de elementos, DLs 10’s a
100’s ppt
Mayor coste; Muy rápida; Multielemental;
Mayoría de elementos, DLs 1’s ppb
Alto Coste; Muy rápida; Multielemental;
Mayoría de los elementos, Hg, DLs ppt/sub-
ppt; mayor inversión incial
Agilent en Espectroscopía Atómica.
AA Llama
AA Cámara de Grafito
Espectroscopía Atómica: Técnicas de análisis elemental
ICP-OES
ICP-MS
Agilent en Espectroscopía Atómica.
AA Llama
AA Cámara de Grafito
Espectroscopía Atómica: Técnicas de análisis elemental
MP-AES
ICP-OES
ICP-MS
ICP-MS QQQ
Nuevo!!
Nuevo!!
¡¡HOY!!
Criterios de Selección de la Técnica Adecuada
• LOD’S
• Productividad:
-Número de muestras
-Número de elementos por muestra
-Elementos concretos de interés
• Matriz
- Complejidad (TDS)
- Una o varios tipos?
• Presupuesto
Necesidades futuras del laboratorio
Soluciones para Alimentación y Agricultura
Agroquímica (suelos, agua, fertilizantes)
• MP-AES o AAS para determinación de biodisponibilidad de Ca, Na, Mg, K en suelos
• MP-AES o ICP-OES para elementos nutricionales en digestiones de plantas y
extractos de suelos
• ICPMS para As y Se en plantas y suelos a niveles de ppb-sub ppb
Seguridad Alimentaria
• MP-AES ideal para laboratorios de rutina de carga media-alta de trabajo
• ICP-OES preferido en laboratorios de muy alta carga de trabajo
• ICP-MS preferido para screening de trazas de elementos tóxicos y en investigación/desarrollo
de productos (especialmente para especiación)
Cada vez mayores exigencias en seguridad alimentaria y cumplimiento
de normativas en importación de alimentos (incluyendo especiación
de algunos elementos, MeHg, Sn, As
Soluciones para Medio Ambiente
Medio Ambiente
• Laboratorios regulados, típicamente ICP-MS ó ICP-OES + GFAAS/Vapor
• ICP-OES cuando elementos tóxicos/trazas y formadores de hidruros/Hg no son
necesarios
• ICP-MS cubre mayoritarios y ultratrazas en un sola lectura, y también es aplicable a
especiación y cuando formadores de hidruros/Hg son requeridos
• Laboratorios No regulados, MP-AES o AAS de Llama/Horno pueden ser una
alternativa al ICPOES
Amplio variedad de tipos de muestra, desde aguas potables,
naturales, hasta residuos, vertidos, efluentes y digestiones de
suelos/sedimentos
EJEMPLOS DE APLICACIONES
Determinación de metales en suelos por MP-AES
Determinación de metales en Alimentos por ICP-MS / ICP-OES
Análisis de Aguas por ICP-MS
Determinación de metales en
Suelos con el MPAES 4100
¿Qué elementos se encuentran en suelos?
• Identificar y cuantificar contaminantes de suelos desde efluentes emisiones
• As, Cd, Hg, Pb, Tl, Cr
Contaminantes medioambientales
• Estudios del efecto de los cationes mayoritarios
• Ca, Mg, Na, K y Al
Estudios de Salinidad de Suelos
• Análisis de niveles de nutrientes esenciales – tanto a nivel de minoritarios como de trazas
• Co y Mo para la fijación de N2 or P para el crecimiento de la planta
Estudios de Fertilidad del Suelo
Preparación de Muestras de Suelos
Muestras de suelos
• NIST SRM 2710 highly elevated Montana Soil
• NIST SRM 2711 moderate elevated Montana Soil
Digestión
• US EPA Method 3050B
• Digestión HNO3/H202
• Diluir a 50 mL
Análisis
• 4100 MP-AES
Estado basal Estado Excitado Relajación
Muestra
Plasma inducido por microondas
Monocromador
& Detector
Cuantificación
Atomización
EXCITACIÓN
Emisión
Agilent 4100 MP-AES – ¿Cómo funciona? Emisión con Plasma de Microondas
Agilent 4100 MP-AES – ¿Cómo funciona?
Utiliza la tecnología patentada por Agilent de microondas:
• La excitación con el campo magnético genera un plasma toroidal y consigue
que la introducción de muestra en la zona central sea más efectiva
• Consigue un plasma robusto utilizando nitrógeno como gas del plasma y
utilizando una antorcha convencional (aprox. 5000 K)
• El nitrógeno puede ser suministrado en botella o con un generador.
• Crea líneas de emisión atómica de alta intensidad
Líneas de campo magnético en azul
Líneas de campo eléctrico en rojo
Agilent 4100 MP-AES Plasma de Microondas vs ICP
Ambos generan plasmas toroidales con un canal central en el cual el aerosol
de la muestra pasa como una corriente de gas
MP tiene menor temperatura que ICP – aprox. 5000K vs. 10000K
En el MP sólo se producen líneas de emision atómica
ICP produce líneas de emisión atómica e iónicas
ICP requiere Ar como gas del plasma
• MP puede operar con aire o nitrógeno
• MP es más barato en su operación
MPAES 4100: ¿Qué aporta?
-Rendimiento y productividad
-Menores costes operativos
- Mayor seguridad en el laboratorio
- Facilidad de uso
Innovación
Análisis de suelos Superando los retos con el MPAES 4100
• Introducción de muestras estándar
• Nebulizador Concéntrico
• Cámara ciclónica de paso sencillo
Robustez en la introducción de la
muestra
• Productividad:
• Técnica Multielemental Secuencial (Mayor velocidad que AA de Llama)
• Operación desatendida durante la noche
• Sistemas de Eliminación de Interferencias:
• Auto background correction
• FLIC para corrección de interferencias
Muchos elementos por muestra
• Más de 14,000 líneas de emisión para escoger para concentraciones altas o bajas
Amplio intervalo
dinámico lineal
Análisis de suelos MPAES - Corrección de fondos e Interferencias
Analito Long de onda (nm) Corrección de
fondos
Al 396.152 Auto
As 234.984 FLIC
Cr 425.433 Auto
Cu 510.554 Auto
Fe 259.940 Auto
Mn 259.372 Auto
Ni 341.476 Auto
Pb 405.781 Auto
Zn 472.215 Auto
Análisis de suelos MPAES - Fast Linear Interference Correction (FLIC)
FLIC usa modelos de la emisión del blanco, patrones y potenciales
interferentes para corregir las interferencias espectrales
Análisis de suelos Resultados para el NIST SRM 2710 Montana Soil
Analito
Resultados MP-AES
(mg/kg)
NIST Reference
Intervalo (mg/kg)
Al 24300 ± 400 12000 - 26000
As 550 ± 20 490 - 600
Cr 21 ± 1 15 - 23
Cu 2800 ± 20 2400 - 3400
Fe 28000 ± 300 22000 - 32000
Mn 8500 ± 200 6200 - 9000
Ni 9.5 ± 0.6 8.8 - 15
Pb 5600 ± 300 4300 - 7000
Zn 6100 ± 200 5200 - 6900
Análisis de suelos Resultados para el NIST SRM 2711 Montana Soil
Analito
Resultados MP-AES
(mg/kg)
NIST Reference
Intervalo (mg/kg)
Al 20000 ± 200 12000 - 23000
As 90 ± 15 88 - 110
Cr 21 ± 3 15 - 25
Cu 90 ± 1 91 - 110
Fe 23000 ± 2000 17000 - 26000
Mn 600 ± 10 400 - 620
Ni 17 ± 3 14 - 20
Pb 1400 ± 30 930 - 1500
Zn 300 ± 10 290 - 340
Agilent 4100 MP-AES Beneficios Clave en el análisis de suelos
Mayor Rendimiento
• Alternativa Ideal a AA de llama
• Maneja elementos mayoritarios, minoritarios y muchos elementos a niveles de traza
• Tolerancia a matriz similar a AAS
Bajo coste de operación
• Funciona con aire
• Análisis multielemental con operación desatendida
• Productividad moderada-alta
Rápido y Fácil de usar
• Medida secuencial rápida
• Corrección de fondo simultánea
• Nueva generación de software
• Antorcha Plug & Play
Operación segura del
Laboratorio
• No usa gases inflamables
• Operación desatendida
Determinación de metales en
Alimentos por ICP-MS / ICP-OES
Aplicaciones en Alimentos – Tipos de análisis
Etiquetado de Producto
• Niveles de Nutrientes
Control de Calidad
• Contaminación
• Adulteraciones
Producción
• QA/QC
Investigación
• Desarrollo de Productos
¿Qué elementos se monitorizan en alimentos?
• Análisis a niveles bajos – típicamente niveles de ppb
• As, Cd, Hg, Pb, Tl, Cr
Trazas de elementos tóxicos
• Típicamente en el intervalo entre ppb y ppm
• Al, Ni, Cu, Zn, Se, Mo, Sn
Elementos comunes que son tóxicos si estan en exceso
• A niveles altos (100 ppb a 1000 ppm): Na, Mg, P, S, K, Ca, Fe
• A niveles bajos (100 ppt a 10 ppb): V, Cr(III), Co, Se, I
Minerales esenciales
¿Qué elementos se monitorizan en alimentos?
• Separación Cromatográfica previa al análisis por ICP-MS
Para algunos elementos, la forma química podría determinar la toxicidad / biodisponibilidad
• El ICP-MS puede medir casi cualquier elemento a niveles de ng/L y está virtualmente libre de interferencias – es la herramienta ideal para screening
Screening (Análisis semicuantitativo)
Full mass range scan of food digest
(e.g., microwave digestion)
Determinación de Metales en Alimentos: tipos de
muestras
Amplio abanico de matrices
• Lacteos, Carnes, Pescados, Cereales, Vegetales, Frutas, etc
• Alimentos procesados
• Envasados, congelados, desecados y preservados
• Bebidas (soda, tés, cafés, bebidas alcoholicas etc.)
• Conservantes y aditivos
Otras muestras importantes
• Aguas (usadas para riego)
• Suelos
• Fertilizantes
• Aditivos alimentarios / sabores / colores
• Materiales de envasado
Análisis de Alimentos Superando los retos con el Agilent ICPOES 710/720
• Técnica con muy buena tolerancia a la matriz
• Flexibilidad en la configuración del sistema de introducción de muestra.
Robustez en la introducción de la
muestra
• Medida multielemental simultánea
• Cobertura total en longitudes de onda del espectro
• Sistemas de corrección de interferencias automatizados
Muchos elementos por
muestra/Eliminación de interferencias
• Cooled Cone Interface (CCI)
• Multical
• Cobertura total en longitudes de onda del espectro
Amplio intervalo
dinámico lineal
Agilent ICPOES: Introducción de muestra
Flexibilidad en la configuración
Permite el análisis de
elementos formadores
de hidruros y
nebulización estándar
con el mismo sistema
MSIS: Sistema de introducción de muestra multimodo
Agilent ICPOES: Eliminación de interferencias
Zona fría del plasma - Interfase CCI patentada
Interfaz de cono
refrigerado
Apertura de la cola del
plasma Sin gases adicionales de desvío
¡menores costes operativos!
• Maneja los datos recogidos cuando se usan longitudes de onda alternativas
• Datos de cada elemento combinados de lineas fuertes y débiles para tener mayor rango de trabajo
• Medida de múltiples longitudes de onda de sensibilidad similar para confirmar los resultados
• Mejora la productividad
• Confirmación de resultados para mayor confianza
• Realiza los cálculos de los datos automáticamente. Ej. ratios
Datos
combinados
para Na
Agilent ICPOES: Intervalo Dinamico Lineal
MultiCal: Extiende el rango lineal
VistaChip™ Detector
Detector patentado de diseño específico para ICPOES
785 nm
167 nm
Agilent ICPOES: Detector CCD
Cobertura total de longitudes de onda del espectro
70,000 Pixels en arrays continuos que coinciden exactamente con la imagen echelle (I-
MAP technology)
Cobertura completa de longitudes de onda
Protección anti-blooming en cada pixel
Límites de detección y sensibilidad mejoradas
Velocidad de lectura disponible más rápida que cualquier ICPOES basado en CCD
Análisis de Alimentos Superando los retos con el Agilent ICPMS 7700x
• HMI (High Matrix Introducction System)
Robustez en la introducción de la
muestra
• Técnica multielemental muy rápida
• Herramientas opcionales para mejorar la productividad
• Celda de Colisión en modo He
Muchos elementos por muestra/Eliminación
de interferencias
• Detector analógico-digital: 9 órdenes lineales de magnitud
Amplio intervalo
dinámico lineal
• Especiación por GC-ICPMS, LC-ICPMS
También se puede requerir medir la
especie elemental
Agilent ICPMS 7700x: Introducción de muestra
High Matrix Introduction Kit (HMI)
HMI es un sistema de dilución del aerosol
Diluye la muestra utilizando un flujo de argon, añadido después de la cámara de nebulización
Aumenta tolerancia a matriz 10x
ICPMS: Interferencias poliatómicas en matrices
complejas Isotope Principal Interfering Species (mixed matrix)45Sc 13C16O2,
12C16O2H, 44CaH, 32S12CH,
32S13C, 33S12C47Ti 31P16O, 46CaH, 35Cl12C, 32S14NH, 33S14N49Ti 31P18O, 48CaH, 35Cl14N, 37Cl12C, 32S16OH, 33S16O50Ti 34S16O, 32S18O, 35Cl14NH, 37Cl12CH51V 35Cl16O, 37Cl14N, 34S16OH52Cr 36Ar16O, 40Ar12C, 35Cl16OH, 37Cl14NH, 34S18O53Cr 36Ar16OH, 40Ar13C, 37Cl16O, 35Cl18O, 40Ar12CH54Fe 40Ar14N, 40Ca14N, 23Na31P55Mn 37Cl18O, 23Na32S, 23Na31PH56Fe 40Ar16O, 40Ca16O57Fe 40Ar16OH, 40Ca16OH58Ni 40Ar18O, 40Ca18O, 23Na35Cl59Co 40Ar18OH, 43Ca16O, 23Na35ClH60Ni 44Ca16O, 23Na37Cl61Ni 44Ca16OH, 38Ar23Na, 23Na37ClH63Cu 40Ar23Na, 12C16O35Cl, 12C14N37Cl, 31P32S, 31P16O2
64Zn 32S16O2, 32S2,
36Ar12C16O, 38Ar12C14N, 48Ca16O
65Cu 32S16O2H, 32S2H, 14N16O35Cl, 48Ca16OH66Zn 34S16O2,
32S34S, 33S2, 48Ca18O
67Zn 32S34SH, 33S2H, 48Ca18OH, 14N16O37Cl, 16O235Cl
68Zn 32S18O2, 34S2
69Ga 32S18O2H, 34S2H, 16O237Cl
70Zn 34S18O2, 35Cl2
71Ga 34S18O2H, 35Cl2H, 40Ar31P72Ge 40Ar32S, 35Cl37Cl, 40Ar16O2
73Ge 40Ar32SH, 40Ar33S, 35Cl37ClH, 40Ar16O2H74Ge 40Ar34S, 37Cl275As 40Ar34SH, 40Ar 35Cl, 40Ca 35Cl, 37Cl2H77Se 40Ar 37Cl, 40Ca 37Cl78Se 40Ar 38Ar80Se 40Ar2,
40Ca2, 40Ar40Ca, 32S2
16O, 32S16O3
“Plasma-based” – derivados de combinaciones de elementos presentes en el plasma y en el agua/nítrico de las muestras.
e.g. – ArO+, ArH+, Ar2+, CO2
+
“Matrix-based” – provienen de la matriz de la muestra – en combinación con elementos presentes en el plasma y en el agua.
e.g. – Derivados de S (S2+, SO2
+), poliatómicos con Cl (ClO+, ArCl+), con P (PO2
+, ArP+), derivados de C (ArC+, C2+)
Pueden ser variables en intensidad (en función de la matriz de la muestra), impredecibles si la matriz de la muestra es desconocida.
pero... Limitaciones:
Un solo gas reactivo no elimina todas las interferencias – Múltiples gases
para múltiples analitos
Se debe identificar la interferencia – no adecuado para matrices
desconocidas (≠gas: ≠matriz)
Debe ser una interferencia sencilla – no adecuado para matrices complejas
La interferencia debe ser constante – no adecuado para matrices variables
El gas reacciona también con la matriz y analitos para crear nuevas e
impredecibles interferencias - no adecuado para matrices complejas
Condiciones de la celda de reacción: seleccionadas para eliminar la
interferencia de interés.
Muy eficiente – reducción de 9 órdenes de magnitud.
Funciona bien para las interferencias poliatómicas tipo “plasma-based”
ICPMS: Modo Reacción
Gases reactivos no son adecuados para análisis
multielemental en matrices complejas y de alta variabilidad
Un gas reactivo (NH3, H2, CH4, O2 etc) reacciona con la
interferencia y la convierte en otras especies (de ≠ m/z)
eliminando la interferencia.
ICPMS: Modo de Colisión
Un gas de celda inerte (He) colisiona con el ion en la celda. Los iones
poliatómicos (puesto que tienen un mayor tamaño) colisionan más,
perdiendo más energía - son entonces eliminados por “Kinetic Energy
Discrimination (KED)”
Se eliminan múltiples interferencias en múltiples masas, bajo las mismas condiciones
No se seleccionan unas condiciones de celda para cada pareja analito/interferencia
No se necesita conocer las especies interferentes a eliminar – ideal para muestras
desconocidas
He es inerte – no reacciona con la matriz de la muestra – no se forman nuevas
interferencias
Limitaciones: Menos eficaz para eliminar interferencias tipo “plasma-based” que
el H2. Ej. ArAr+ en Se 80 (aunque se miden niveles de ppt para Se 78 en modo
colisión)
Energía Energy
Cell Entrance Cell Exit
La pérdida de energía en cada colisión con un átomo de He es la misma para analito y poliatómico, pero poliatómicos tienen mayor tamaño y sufren más colisiones.
A la entrada de la celda , analito y poliatómico tienen la misma energía. La dispersión de energías de ambos grupos de iones es estrecha, debido al sistema ShieldTorch
iones poliatómicos
iones analito
Distribución de energías de analito e ion poliatómico interferente con la misma masa
Voltaje discriminación Elimina iones con baja energía (poliatómicos)
A la salida de la celda, energías de los iones son distintas. Los poliatómicos son eliminados usando un voltaje de discriminación “barrera”. Iones analito tienen suficiente energía residual para superar el “escalón” de potencial; poliatómicos no (discriminación de energías)
Agilent ICPMS 7700x: Eliminación de interferencias
Celda de colisión octopolar trabajando en modo He
*KED = Kinetic Energy Discrimination
iones poliatómicos
iones analito
Un gas de celda inerte (He) colisiona con el ion en la celda
Agilent ICPMS 7700x: Rango dinámico lineal
Detector de 9 órdenes de IDL
Detector multiplicador de electrones de dínodo discreto (DDEM), que proporciona 9 órdenes de linealidad (6 ordenes en modo pulso, y 3 más en analógico).
También tiene un dwell time mínimo más pequeño (0.1ms en ambos modos)
Calibración de Na – punto más alto 2360ppm
Elementos mayoritarios a 100’s ppm pueden ser medidos en las mismas condiciones que elementos traza a ppts, ppbs, sin que el usuario tenga que cambiar condiciones o configuración del HW.
Agilent ICPMS 7700x: Rango dinámico lineal
4 calibraciones obtenidas bajo las mismas condiciones analíticas
Intervalos de calibración Hg (10 – 200ppt) – He As (10 – 200 ppt) – He Se (10 – 200 ppt) – He Na (0.05 – 1000 ppm) – He Intervalo de concentraciones de 10ppt (Hg, As, Se) a 1000 ppm (Na) en un único método - sin atenuación de la transmisión iónica para incrementar el rango de trabajo Hg Hg LOD en el 7700x is aprox 2ppt – 7700x pudiendo CUANTIFICAR 10ppt!
7700x puede medir todos estos elementos en una misma secuencia!
1000 ppm Sodium
As
Se
Hg
Na
10 ppt Mercury
As
10 ppt Arsenic
Se
10 ppt Selenium
Good fit at 0.2ppm
Análisis de Alimentos - Materiales de referencia CRM
por ICPMS usando modo He
Preparación de muestra
1. Alimentos CRMs se digieren en
microondas con 6 mL HNO3 + 2 mL H2O2
2. Se añade una pequeña cantidad de HCl
para asegurar la estabilidad química de
todos los elementos
3. Volument Final 100 mL
4. Concentración final de ácidos 6% HNO3 +
1% HCl
Se emplea un único método con el
7700x ICP-MS trabajando en modo He
Agilent ICPMS 7700x Recuperaciones de Materiales Certificados
NRC-CNRC DORM3
Fish Protein
NIST SRM 2976
Mussel Tissue
NIST SRM 8415
Whole Egg Powder
Certified value
(mg/kg) Recovery (%)
Certified value
(mg/kg) Recovery (%)
Certified value
(mg/kg) Recovery (%)
23 Na - - - - 3770 101.0
43 Ca - - - - 2480 109.7
52 Cr - - - - 0.37 93.0
55 Mn - - - - 1.78 91.9
56 Fe 347 93.4 171 92.7 - -
60 Ni 1.28 100.8 - - - -
63 Cu 15.5 92.6 4.02 82.6 2.7 96.5
66 Zn 51.3 89.4 137 88.4 - -
75 As 6.88 89.5 13.3 94.5 - -
78 Se - - 1.8 104.3 1.39 89.7
95 Mo - - - - 0.247 87.2
111 Cd 0.29 95.4 0.82 96.8 - -
202 Hg 0.382 101.4 0.061 112.0 - -
208 Pb 0.395 100.8 1.19 97.8 0.061 91.0
Buenas
recuperaciones
implican tanto una
extracción eficiente
por microondas
como una gran
exactitud analítica
Food CRMs in He Mode Only
¡Aprovechando el Potencial del ICP-MS! Sencillo, con una celda de colisión en modo He, ICPMS libre de
interferencias para el análisis de muestras reales
Una Configuración (Estándar – Condiciones
plasma robusto)
Una celda de colisión modo
gas* (helio como gas de
colisión)
Un método para agua,
alimentos, aditivos…
28 elementos en menos de
3.5 minutos por análisis
* Plus no gas mode for non-interfered elements
Determinación de Metales en Alimentos por ICPOES
Mg %
K %
P %
Ca
mg/kg Na
mg/kg Zn
mg/kg Fe
mg/kg Mn
mg/kg Cu
mg/kg
NIES CRM No.10-a Rice
Flour Certified
value 0.134 ±
0.008 0.280 ±
0.008 0.340 ±
0.007 93 ± 3
10.2 ±
0.3 25.2 ±
0.8 12.7 ±
0.7 34.7 ± 1.8 3.5 ± 0.3
Measured 0.133 ±
0.002 0.264 ±
0.006 0.332 ±
0.006 90 ± 1
10.7 ±
0.3 23.9 ±
0.8 12.2 ±
0.6 31.9 ± 1.0 3.3 ± 0.1
NIST SRM 8436 Durum
Wheat Certified
value 0.107 ±
0.008 0.318 ±
0.014 0.290 ±
0.022 278 ± 26
16.0 ±
6.1 22.2 ±
1.7 41.5 ±
4.0 16.0 ± 1.0
4.30 ±
0.69
Measured 0.105 ±
0.003 0.287 ±
0.006 0.261 ±
0.009 266 ± 10
16.8 ±
0.9 21.2 ±
0.5 42.6 ±
0.8 15.0 ± 0.2
4.03 ±
0.20
NIST SRM 8435 Milk
Powder Certified
value 0.0814 ±
0.0076 1.363 ±
0.047 0.780 ±
0.049 9220 ± 490
3560 ±
40 28.0 ±
3.1 1.8 ±
1.1 0.17 ± 0.05
0.46 ±
0.08
Measured 0.0795 ±
0.0034 1.264 ±
0.022 0.717 ±
0.024 9435 ± 363
3407 ±
79 21.2 ±
0.5 1.9 ±
0.8 0.172 ±
0.002 0.43 ±
0.05
NIST SRM 1571 Orchard
Leaves Certified
value 0.62 ± 0 02 1.47 ± 0.03 0.21 ± 0.01 2.09 ± 0.03 82 ± 6 25 ± 3 (270)** 91 ± 4 12 ± 1
Measured 0.57 ± 0.01 1.38 ± 0.04 0.187 ±
0.003 1.94 ± 0.06 79 ± 1
24.5 ±
0.7 268 ± 7 83.1 ± 2.0
11.0 ±
0.2
NIST SRM 1573a Tomato
Leaves Certified
value 1.2 2.70 ± 0.05
0.216 ±
0.004 5.05 ± 0.09 136 ± 4
30.9 ±
0.7 368 ± 7 246 ± 8
4.70 ±
0.14
Measured 1.07 ± 0.01 2.55 ± 0.03 0.207 ±
0.004 4.89 ± 0.01 115 ± 3
29.9 ±
0.7 338 ± 8 234 ± 2
4.57 ±
0.14
ICP-OES 720 + SVS. Typical analysis time: 50 seconds per sample.
Las muestras de alimentos pueden ser analizadas por ICP-OES utilizando la misma preparación
de muestra
Resumen – Metales en alimentos: ICP-MS y ICP-OES
• Se requiere un sistema de introducción de muestra robusto
• Generalmente son muchos elementos a medir en cada muestra
• Se deben medir en el mismo análisis elementos a niveles de traza y
elementos a elevadas concentraciones
• Se pueden emplear ICP-MS o ICP-OES junto con digestión por
microondas de las muestras para monitorizar metales de manera rutinaria
en muestras complejas con alto contenido en matriz, como son los
alimentos
• También se puede requerir la capacidad de medir la especie del elemento
– ICP-MS es un detector adecuado para un gran número de separaciones cromatográficas,
permitiendo la determinación de especies de elementos como As, Se y Cr donde la
toxicidad y la mobilidad varía entre las diferentes formas
Especiación con LC-ICP-MS y GC-ICP-MS
Compuestos/pesticidas emergentes:
• Pesticidas and OP nerve agent residues
• PBDEs
• Nanopartículas
Especiación de As
usando LC-ICP-MS
Agilent Application Note:
Routine Analysis of Toxic
Arsenic Species in Urine
Using HPLC with ICP-
MS, 5989-5505EN, by
Tetsushi Sakai and
Steven Wilbur, Agilent
Technologies
Especiación de Sn
usando GC-ICP-MS
ICP-MS es un detector sensible, selectivo y específico para la mayoría de los compuestos que contienen un elemento que puede ser medido por ICP-MS (cualquier elemento excepto H, He, N, O, F, Ne or Ar)
Compuestos organo-metallicos convencionales:
• Arsénico Inorgánico vs orgánico
• Organo-estaño
• Metil mercurio, etc
Chromatogram of
mixed organo-tin
standard, containing
20ng/mL (ppb) each
compound.
Elution order is:
Sn, MBT, TPrT, DBT,
MPhT, TBT, TeBT,
TPeT, DPhT TPhT.
DL’s typically fg
Análisis de Agua por ICP-MS
Agilent 7700x ICP-MS Más pequeño, simple, rápido, preciso, sensible y robusto
Diseñado para análisis medioambiental –
de rutina
• Celda de colisión octopolar, para eliminar
de forma sencilla y fiable todas las
interferencias poliatómica bajo las mismas
condiciones, incluso en muestras complejas
y desconocidas
• Sistema de introducción de muestra HMI
estándar, que permite medir muestras con
alto contenido en sólidos totales disueltos
(hasta 3%) directamente y en rutina
• Accesorio opcional ISIS-DS para muestreo
discreto, maximizando la productividad y
estabilidad cuando se trabajan muestras con
alto contenido en matriz
Agilent ICPMS 7700x Límites de detección en Agua Potable
Modo no gas y helio
Mass Element MDL
(ppt)
Cell mode Mass Element MDL
(ppt)
Cell mode
9 Be 5.2 No gas 66 Zn 14.0 He
11 B 5.0 No gas 75 As 11.9 He
23 Na 58.5 No gas 78 Se 17.6 He
24 Mg 2.8 No gas 88 Sr 2.1 He
27 Al 7.9 No gas 95 Mo 6.9 He
39 K 76.9 He 107 Ag 2.3 He
42 Ca 57.8 He 111 Cd 2.9 He
51 V 14.3 He 121 Sb 6.1 He
52 Cr 4.3 He 137 Ba 5.7 He
55 Mn 8.5 He 202 Hg 1.2 He
56 Fe 14.8 He 205 Tl 2.4 He
59 Co 4.4 He 208 Pb 1.3 He
60 Ni 14.7 He 232 Th 1.8 He
63 Cu 2.7 He 238 U 1.7 He
3 sigma MDLs based on 7 replicates (ppt) Note: Fe and Se detection limits are less than 20 ppt in helium mode
Agilent ICPMS 7700x
Análisis de Agua de Mar sin diluir usando HMI
Skimmer after test
Excellente estabilidad a largo plazo (>150 muestras)
Agilent ICPMS 7700x ISIS-DS Muestreo discreto
Totalmente
integrado en el
ICPMS 7700 y
soportado por
Agilent
Requiere una
bomba ISIS y una
válvula de 6
puertos
ISIS peripump
6-port valve
Configuración ISIS-DS
to nebulizer
sample
carrier waste
ISIS
P1
P
2
ISTD
sample loop
6-port valve
ISTD
mixing
“tee”
to nebulizer
sample
carrier waste
ISIS
P1
P
2
ISTD
sample loop
6-port valve
ISTD
mixing
“tee”
Load Loop
Inject Sample
Ventajas de rendimiento del muestreo discreto (además de análisis mucho más rápidos)
•Disminuye la deriva de la señal
•Reduce el mantenimiento y limplieza
•Capacidad de analizar muestras de alto contenido en matriz en rutina
Disminuye de manera significativa la
exposición del equipo a muestras con altos TDS
• Mayor tiepmo de vida de la bomba peristáltica
• Precisión mejorada Velocidad de
nebulización constante
• Reduce la contaminación
Eliminación del tubing de la bomba peristáltica
del camino de la muestra
• Mejor corrección por estándar interno Adición de estándar
interno perfectamente constante
Resumen:
Agilent en Espectroscopía Atómica.
AA Llama
AA Cámara de Grafito
MP-AES
ICP-OES
ICP-MS
ICP-MS QQQ
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Amparo Villar - Especialista Espectroscopía
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