Study and reduction of the matrix effects in analytical ICP mass spectrometric measurements

• Main Author: Ežerinskis, Žilvinas
• Other Authors: Serapinas, Petras
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2011
• Subjects: Physics; Mass spectrometry; Classification; Icp-ms; Method off addition; Matrix effect; Masių spektrometrija; Klasifikavimas; Ip-ms; Priedo metoas; Matricos įtaka
• Online Access: http://vddb.laba.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2011~D_20111227_092301-36142/DS.005.1.01.ETD

Measurements of the signals proportional to the radiation intensities or the number densities of the charged particles in argon ICP plasma are between the most popular methods of analysis of low concentrations of elements. But the relationships between the signals and the quantity of element in the sample are very complicated, depend on many physical phenomena and chemical reactions and must be calibrated by application of the reference materials. The accuracy of analysis depends on the level of agreement between the compositions of the RM matrices and the sample. As the exact matching is not possible the signal formation in the argon plasma and the effects of matrices on the analytical results should be studied. A method of calibration of the dependence of the sensitivity of the mass spectrometer on the ion masses and methods to determine the electron density and temperature from the mass spectrometric measurement data were proposed. Those aid estimation of the ion signals for analysis and assessment of the measurement uncertainty. The largest matrix effects usually are due to easy to ionize elements. The results show that those elements in argon plasma, depending on the ionization potentials and the structure of the atomic energy levels, differ in possibilities to increase the temperature, the temperature and density gradients, deviation from the local thermodynamic equilibrium, take part in charge transfer reaction between doubly ionized ions and argon atoms. The phenomena... [to full text] === Mažos elementų koncentracijos šiuo metu dažniausiai yra nustatomos fizikiniais metodais. Dažnai matuojamas spinduliuotės stipris arba elektringų dalelių skaičius. Tačiau ryšys tarp signalo dydžio ir elemento atomų kiekio yra labai sudėtingas daugelio fizikinių (garavimo ar dulkėjimo, disociacijos, atomų sužadinimo bei jonizacijos, srautų ir kt.) reiškinių bei cheminių reakcijų rezultatas. Jų išeiga kol kas pakankamu tikslumu negali būti numatyta. Todėl tokie matavimai yra tik santykiniai, t.y. jie kalibruojami etaloninėmis medžiagomis. Kalibravimo tikslumas priklauso nuo to kiek bendroji etaloninės medžiagos sudėtis artima tiriamajai medžiagai. Tai įmanoma padaryti tik tam tikru artutinumu. Todėl darbe tiriamos signalo formavimosi sąlygos indukcinėje argono plazmoje ir paskirų paveikiųjų elementų bei bendros bandinio sudėties įtaka bandinių analizinių masių spektrometrinių matavimų rezultatams. Pasiūlytas būdas masių spektrometro jautrio priklausomybei nuo jono masės kalibruoti bei būdai elektronų temperatūrai ir koncentracijai nustatyti iš jonų spektrometrinių matavimų. Tai leidžia įvertinti jonų signalus santykinei pusiaukiekybinei analizei, padeda nustatant matavimų neapibrėžtis. Nustatyta, kad labiausiai analizinį signalą argono plazmos šaltiniuose įtakojantys lengvai jonizuojami elementai, priklausomai nuo jų jonizacijos potencialų ir atominių energijos lygmenų išsidėstymo, gali padidinti plazmos temperatūrą ir gradientus bei nukrypimus nuo dalinės termodinaminės... [toliau žr. visą tekstą]