Atomová spektrometrie Nové metody zavádění vzorků do ICP MS

Zavádění vzorků a jeho příprava je jednou z nejkritičtějších částí celého ICP MS systému. Vyvinuli jsme dvě nové techniky zavádění vzorků do ICP vhodné pro analýzu kapalných vzorků.

Laserová desorpce za účasti substrátu (SALD)

Kvantitativní analýza kovů pomocí SALD ICP MS je umožněna nanesením přesně definovaných objemů vzorků (typicky 200 nl) na absorbující substrát (PETG), který je společně se vzorkem odpařen působením laserového záření a následně analyzován v ICP MS.

Metoda SALD ICP MS byla použita pro stanovení stopových prvků v biologických vzorcích: pro stanovení mědi v leukemických buňkách U937 vystavených působení disulfiramu, a na stanovení mědi v krystalech modrého explodujícího proteinu v termitech druhu Neocapritermes taracua.

SALD lze díky nízkým limitům detekce (v řádu desítek až stovek fg) použít pro off-line spojení s mikrokolonovými separacemi. Více o spojení mikrokolonových separačních technik je možné nalézt zde.

Zajímavým analytem pro SALD ICP MS jsou i kovové nanočástice nanesené na plastovém terčíku. Použití hmotnostního spektrometru pracujícího s dostatečně krátkými integračními časy, v tzv. single-particle módu, umožňuje počítání jednotlivých nanočástic i stanovení jejich velikosti.

Tepelné odpařování diodovým laserem (DLTV)

DLTV je originální technika tvorby aerosolu pro ICP MS. Kombinuje přednosti běžně používaných metod zavádění vzorků pro ICP MS – zmlžovačů (použití pro kapalné vzorky a nízká cena) a laserové ablace používané zvláště pro pevné vzorky (archivování, minimální nebo žádná příprava vzorku) při zachování vysoké citlivosti.

DLTV_grafikaDLTV

Principem DLTV je působení paprsku diodového laseru na submiktrolitrové množství kapalného vzorku, který je nanesen na nosič se substrátem a absorbérem, což může být např. předtištěný filtrační papír. Laserové záření vyvolává pyrolýzu substrátu se vzorkem a vytvoření aerosolu, který je vnášen do ICP MS. Limity detekce pro kovy se pohybují v jednotkách pg. Technika byla aplikována na stanovení olova v celé krvi, kobaltu v léčivu a cínu v kompotované šťávě.

V laboratoři byl vyvinut a testován prototyp jednoduchého nízkonákladového zařízení pro DLTV, který je vyroben z přístrojů a pomůcek běžně dostupných v analytické laboratoři: skleněná trubička, infračervený kontinuální diodový laser připevněný na běžnou mikropumpu.

cellDLTV uspořádání

DLTV ICP MS je možné snadno spojit s tenkovrstvou chromatografií (TLC). Jako substrát v tomto případě slouží stacionární fáze na TLC destičkách, ať už celulózová nebo ze silikagelu. Vyvinutý TLC chromatogram je přetištěn linií černého inkoustu a skenován diodovým laserem. TLC – DLTV ICP MS byla demonstrována na speciaci kobalaminů (vitamin B12) a v současné době pracujeme na speciaci sloučenin obsahujících selen v řasách.

Obě techniky SALD i nízkonákladová DLTV jsou vhodné pro kvantitativní prvkovou analýzu vzorků o malém objemu (typicky 100 – 500 nl). Dalšími výhodami obou technik jsou jednoduchá příprava, archivování a přeprava vzorků a možnost přípravy kalibračních setů.

Odkazy

Benešová, I.; Dlabková, K.; Zelenák, F.; Vaculovič, T.; Kanický, V.; Preisler, J. "Direct Analysis of Gold Nanoparticles from Dried Droplets Using Substrate-Assisted Laser Desorption Single Particle-ICP MS" Anal. Chem. 2016, 88, 2576–2582. http://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.5b02421

Bednařík, A.; Tomalová, I.; Kanický, V.; Preisler, J.: "Thin-layer chromatography combined with diode laser thermal vaporization inductively coupled plasma mass spectrometry", J. Chomatogr. A 2014, 1364, 271–275. http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2014.08.069

Foltynová, P.; Bednařík, A.; Kanický, V.; Preisler, J.: “Diode laser thermal vaporization ICP MS with a simple tubular cell for determination of lead and cadmium in whole blood“ J. Anal. Atom. Spectrom. 2014, online: http://dx.doi.org/10.1039/c4ja00113c
Dostupný jako "hot" article:"http://blogs.rsc.org/ja/category/hot-article/

Foltynová, P.; Kanický, V.; Preisler, J. “Diode Laser Thermal Vaporization Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry.“ Anal. Chem. 2012, 84, 2268-2274. http://dx.doi.org/10.1021/ac202884m

J. Šobotník, T. Bourguignon, R. Hanus, Z. Demianová, J. Pytelková, M. Mareš, P. Foltynová, J. Preisler, J. Cvačka, J. Krasulová, Y. Roisin “Explosive Backpacks in Old Termite Workers” Science 2012, 337, 436.

Jungová, P.; Navrátilová, J.; Peš, O.; Vaculovič, T.; Kanický, V.; Šmarda, J.; Preisler, J. “Substrate-assisted laser desorption inductively-coupledplasma mass spectrometry for determination of copper in myeloid leukemia cells” J. Anal. Atom. Spectrom. 2010, 25, 662-668.

Navrátilová, J.; Jungová, P.; Vaňhara, P.; Preisler, J.; Kanický, V.; Šmarda, J. “Copper ions regulate cytotoxicity of disulfiram to myeloid leukemia cells”. Int. J. Mol. Med. 2009, 94, 1923-1930.

Peš, O.; Jungová, P.; Vyhnánek, R.; Vaculovič, T.; Kanický, V.; Preisler, J. “Off-Line Coupling of Capillary Electrophoresis to Substrate-Assisted Laser Desorption Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry.“ Anal. Chem., 2008, 80, 8725-8732.