Масс-спектрометрия с искровым источником стандарты

К моменту написания данной главы большинство анализов следов элементов в твердых телах выполнялось в основном на масс-спектрометрах с искровым источником ионов и двойной фокусировкой с использованием ионно-чувствительных пластин (фотопластин) для детектирования ионов. При определении концентраций примесей проводят следующие операции измеряют оптическую плотность линий, образованных ионами на фотопластине, и относят результаты, соответствующие определяемой примеси, к тому же элементу в эталонном образце, или к примеси — внутреннему стандарту, в частности к основе. При этом вводят ряд корректирующих факторов по методике, изложенной в соответствующих главах этой книги. Затем рассчитывают средние значения концентраций и стандартные отклонения, характеризующие разброс данных относительно среднего значения. Эти конечные результаты представляют в виде таблиц. Весь этот процесс или отдельные его части можно выполнить при помощи ЭВМ. [c.219]

Главная особенность масс-спектрометрии с искровым источником заключается в возможности регистрации всех элементов на уровне 1 млрд из нескольких миллиграммов почти любого твердого вещества. Именно поэтому получение достаточного-числа стандартных образцов весьма проблематично. Число возможных сочетаний материалов основы, примесей и их концентраций практически неограниченно. Для анализа используется небольшое количество вещества, поэтому особенно строгие требования предъявляются к однородности образца. Проблема получения стандартов с определенными концентрациями примесей ниже 1 ат. млн усугубляется тем, что часто именно искровая масс-спектрометрия и является тем единственным методом, который позволяет зарегистрировать примеси на этом низком уровне [c.247]

Иногда приходится полагаться на имеющиеся в распоряжении стандарты, приготовленные для других целей, наряду с немногими, предназначенными для масс-спектрометрии. Если отсутствуют стандартные образцы с необходимыми комбинациями основы и примесей, ошибка в определении абсолютных содержаний увеличивается. С этой точки зрения полезно знать, как ведут себя эти примеси в других основах. Получены некоторые эмпирические формулы для оценки чувствительности определения примесей при анализе различных соединений методом масс-спектрометрии с искровым источником ионов. [c.247]

В работе Тейлора (1965) перечислены десять пунктов, которые необходимо принимать во внимание в общем случае при выборе подходящего элемента — внутреннего стандарта — для работы на масс-спектрометре с искровым источником ионов. Не все они одинаково важны и применимы к рещению проблем, связанных с анализом растворов. Наиболее интересны следующие. Элемент-внутренний стандарт должен по возможности отсутствовать в анализируемом материале (или содержаться в очень небольшой концентрации по сравнению с вводимым количеством). Он должен быть легкодоступен в виде металла высокой чистоты или в соединении с другими элементами, которые не определяются в данной серии анализов. Чтобы уменьшить наложение на другие аналитические линии, желательно, чтобы внутренний стандарт содержал только такие изотопы, многозарядные ионы которых соответствуют значениям /п/е, не совпадающим с линиями однозарядных ионов примесей. Это требование не представляет особой проблемы для масс-спектрометров с относительно высоким разрешением. [c.362]

При количественном анализе на масс-спектрометре с искровым источником ионов наиболее важная проблема связана с определением коэффициентов относительной чувствительности (КОЧ) для различных элементов. В общем виде этот вопрос рассмотрен в гл. 8. Уравнение (3) выражает зависимость между относительными концентрациями внутреннего стандарта С и неизвестной составляющей Сх. [c.363]

Применение масс-спектрометрии с искровым источником ионов для определения газов в твердых телах зависит от уровня аналитической техники. Наибольшее внимание исследователей привлекают такие вопросы, как приготовление образцов, режим работы прибора, способы интерпретации (например, коэффициента относительной чувствительности) и сравнение с другими методами на основе стандартов. В этом разделе после обсуждения результатов разных авторов будет рассмотрено несколько практических применений метода. [c.388]

Преимуществом электрической регистрации является то, что при определении примесей на любом заданном уровне концентраций можно расходовать самые различные количества вещества . Эта особенность масс-спектрометрии с искровым источником ионов пока не использовалась, возможно, по той причине, что за очень малые промежутки времени трудно осуществить точные измерения. Рассмотрим кратко эксперимент, свидетельствующий об одной из возможностей в этой области. Образцы низколегированной стали NBS SRM-461 были лишь частично исследованы на гомогенность. Вся серия стандартов SRM-460 анализировалась на масс-спектрометрах с искровым источником ионов с использованием как фотографической, так и электрической систем регистрации (Капеллен и др., 1965). Образцы взвешивались до и после анализа, а полная экспозиция, регистрируемая монитором, поддерживалась постоянной. Средняя потеря [c.179]

При публикации результатов работ следует приводить ожидаемые значения точности и отклонений. Эйзенгарт (1963) разделил экспериментальные ошибки на четыре категории эксперименты, в которых систематическими ошибками и неточностями можно пренебречь, эксперименты, в которых нельзя пренебречь ни теми, ни другими ошибками, и эксперименты, в которых можно пренебречь лишь одним видом погрешностей. В случае масс-спектрометрии с искровым источником систематическими ошибками можно пренебречь, а неточностями — нельзя (при анализе с хорошо выверенными стандартами). Нельзя пренебрегать ни систематическими ошибками, ни неточностями, когда анализ выполняется без стандартов. Эйзенгарт рекомендует [c.212]

Точность метода масс-спектрометрии с искровым источником ионов во многом зависит от использования стандартных образцов. С их применением точные абсолютные результаты можно получить при ф)Отометрировании фотопластин, не вводя много инструментальных поправок. Если же применение стандартов невозможно, то на основании масс-спектрометрических данных концентрации должны рассчитываться только с учетом различных поправок на массу, ширину линий, энергию и т. д., причем формулы поправок специфичны для каждого масс-спектро-метра. [c.267]

Стандарты, выпускаемые промышленностью, можно разделить на три категории первая категория — первичные стандартные образцы, состав которых определяется двумя или более независимыми лабораториями и паспортизируется официальным Агентством стандартов (США) вторая категория— образцы, снабженные единственным надежным анализом без независимой проверки, которые классифицируются как вторичные стандартные образцы-, третья категория — образцы-справки, которые исследованы не настолько тщательно, чтобы попасть в первые две категории, но они полезны для сравнения при отсутствии стандартов. Основным источником первичных стандартов в США является Национальное бюро стандартов, но возможно получение первичных стандартов и стандартов—справок из других источников (Михаэлис, 1963). Вообще первичные стандарты имеют широкие области применения (Мейнке, 1969). Металлические стандарты первоначально предназначались для калибровки аналитических приборов, в которых использовались навески более 1 мг. Их однородность не распространяется на нанограммовые количества, соответствующие наиболее коротким экспозициям в методе искровой масс-спектрометрии следовательно, многие первичные стандарты для этого метода непригодны. Каталог стандартных материалов (1970) показывает тем не менее, что некоторые первичные стандарты уже испытаны на микронеоднородность. Как показал Ахерн, одним из лучших методов определения однородности служит сама искровая масс-спектрометрия. Почти все паспортизированные стандарты имеют концентрации выше 10 аг. млн , а обычно— выше 100 ат. млн . Искровая масс-спектрометрия характеризуется линейной зависимостью отклика от концентрации, поэтому чувствительность при малых концентрациях можно получить простой экстраполяцией. Тем не менее для более точных определений на уровне частей на миллиард было бы значительно более удобно иметь соответствующие стандарты. [c.285]

Моррисон с сотр. (1970а, б) анализировал при помощи масс-спектрометрии с искровым источником ионов и нейтронно-активационного анализа образцы лунных пород, доставленных космическими кораблями Апполон-11 и Апполон-12. Лунное вещество измельчали, 500 мг его смешивали с равным количеством графитового порошка спектральной чистоты и прессовали в виде диска. Затем диск разделяли по диаметру на четыре части лезвием из нержавеющей стали, и два сектора помещали в зажимы из тантала, как показано на рис. 9.3. Для определения коэффициентов относительной чувствительности использовался стандарт Ш-1 Американской геологической службы. Хотя при помощи масс-спектрометрического метода можно было зарегистрировать [c.312]

Как отмечалось выше, биологические объекты можно проанализировать на масс-спектрометре с искровым источником ионов после их озоления, смешивания с графитом и прессования электродов (Берки, Моррисон, 1969 Эванс, Моррисон, 1968а Эванс,. 1968 Тонг и др., 1969). Подробный обзор методов определения следов элементов в биологических объектах дан Эвансом и Моррисоном (1968а) и Эвансом (1968). Они анализировали различные образцы, в том числе листья растений, кровь и ткани человека, легкие животных. Озоление проводили при низких температурах до постоянного веса, затем образцы хранили в эксикаторе. Сухой озоленный материал смешивали с равным количеством графитового порошка спектральной чистоты, гомогенизировали встряхиванием в капсуле из карбида вольфрама и брикетировали в электроды. При подобном соотношении пробы и графита (1 1) были получены наилучшие результаты. Для изготовления стандартов заданное количество окиси определяемых элементов, высокой чистоты смешивали с графитом и добавляли к озолен-ному биологическому объекту. Количественный анализ проводили по обычной методике. Результаты анализа проб озоленных легких приведены в табл. 9.8. [c.315]

Если в уране с помощью фотометрирования необходимо идентифицировать определенные примеси, следует строго контролировать условия анализа образца и лабораторного стандарта. Для определения коэффициентов относительной чувствительности (КОЧ) обычно приходится использовать эталоны, изготовленные в лаборатории, поскольку стандартные образцы урана с известными концентрациями примесей отсутствуют. Тяжелые металлы, такие, как уран, являются идеальными материалами для анализа на масс-спектрометре с искровым источником ионов, поскольку двухзарядные ионы, образующие значительный фон на фотографической пластине, обычно не перекрывают линий более легких примесей. В табл. 11.3 проведено сравнение результатов масс-спектрометрического анализа с известными значениями концентраций примесей для стандарта — металлического урана, который принят и широко используется в аналитических лабораториях (Вайтекер и др., 1965). Франклин и сотр. (1967) сообщают, что среднее относительное стандартное отклонение составляет 25% (при доверительном уровне 95%). [c.359]

Элемент-внутренний стандарт должен обладать по крайней мере двумя изотопами с распространенностью, отличающейся примерно в 100 раз. Это желательно и при определении следов в твердых телах, но для анализа жидкостей это необходимое требование, поскольку отношение числа ионов, соответствующих образцу и подложке, неизвестно и может изменяться в ходе анализа. Поэтому полный ионный ток, регистрируемый коллектором монитора, не может быть использован для контроля экспозиции или для определения количества израсходованного вещества. Например, эрбий имеет изотопы с отношением распространенностей от 1,22 до 245. Следовательно, эрбий является вполне подходящим внутренним стандартом для расчета примесных концентраций при анализе на масс-спектрометре с искровым источником ионов. Другие элементы, обладающие подходящим распределением изотопов стронций, олово, теллур, иттербий, гафний и платина. Помимо использования в качестве внутреннего стандарта, элементы с подобной распространенно- [c.362]

Горман и др. [19] на масс-спектрометре с искровым ионным источником использовали электрическую регистрацию спектра масс сплавов Fe — Сг — Ni, в которых содержание хрома колебалось ог 3 до 23%, а никеля — от 0,4 до 26%. Авторы калибровали прибор по стандарту, концентрации составляющих в котором были заранее известны. Это позволило получить результаты с точностью 1,6% средние значения концентраций оказались близкими к данным, полученным химическими методами анализа. [c.115]

Выбор стандартов и способов их введения в анализируемую пробу обсуждается в работах [88—92]. Принципы использования внутренних стандартов, общие как для масс-спектрометрии, так н для эмиссионной спектрографии, сформулировгны в работе [93]. Тэйлор [89] обсуждает принципы выбора внутреннего стандарта применительно к масс-спектрометру с искровым ионным источником. Они заключаются в следующем. [c.136]

В л тературе можно встретить сообще 1 1я, посвященные масс-снектрометрическоыу анализу тонких металлических пленок. В них, как правило, глубина эроз и пробы значительно превышает толщину пленки, и в спектре масс присутствует большое количество атомов, относящихся к материалу подложки. Поэтому подобный метод анализа тонких пленок аналогичен идентификации поверхностных загрязнений. Так, например,. Мали [30] использовал масс-спектрометр с искровым ионным источником для определения примеси мсл бдена в танталовой пленке толщиной 0,4 мкм, выращенной на подложке 13 графита. Противоэлектрод был Зготовлен из золота, а ниобий, содержащийся в пленке, служил внутренн и стандартом. Автору удалось определить концентрации молибдена от 0,02 до 3,1 ат.% в спектре масс тантала. [c.160]