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RÉSUMÉ
Aujourd’hui, l’intérêt du couplage plasma induit par haute fréquence/ spectrométrie de masse (ICP-MS) ne laisse aucun doute. En effet, ce type d’équipement, du fait entre autres de sa facilité de mise en œuvre, d’un nombre limité d’interférences chimiques et spectrales, des qualités de sa source, est devenu très présent dans les laboratoires, même s’il n’offre pas encore à ce jour de limites de détection très basses. Parmi les appareillages, citons notamment le filtre quadripolaire, les secteurs magnétique et électrostatique, le temps de vol… leurs principes de fonctionnement et leurs performances analytiques sont détaillés dans cet article.
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Hugues PAUCOT : Docteur ès Sciences - UT2A – Ultra Traces Analyses Aquitaine, Pau
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Martine POTIN-GAUTIER : Professeur – Université de Pau et des Pays de l'Adour - CNRS, LCABIE, IPREM UMR 5254, Pau
INTRODUCTION
Introduit commercialement dès 1983, l'ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry), technique de quantification élémentaire basée sur l'analyse par spectrométrie de masse d'ions générés par un plasma à couplage inductif, fait dorénavant partie intégrante du parc analytique de nombreux laboratoires. Outre l'obtention de limites de détection de l'ordre du ng/L en phase dissoute et du μg/kg en phase solide, cette technique analytique est également la seule, en spectrométrie atomique, à pouvoir fournir des informations isotopiques.
Alors que l'ionisation des éléments est toujours basée sur l'introduction de l'échantillon dans un plasma de gaz rare, c'est-à-dire un gaz ionisé mais globalement électriquement neutre et caractérisé par la présence d'électrons libres, divers types de spectromètres de masse peuvent être utilisés. Parmi ceux-ci, on trouve actuellement le filtre quadripolaire, les secteurs magnétique et électrostatique, le temps de vol et, beaucoup plus rarement, la trappe à ions.
Les divers principes de fonctionnement, les performances analytiques ainsi que l'état du marché sont décrits dans cet article.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1992 par Jean-Michel MERMET, Emmanuelle POUSSEL
- Version archivée 2 de sept. 1999 par Jean-Michel MERMET, Emmanuelle POUSSEL
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6. Optimisation
L'optimisation du signal des analytes et des taux d'interférents, ions polyatomiques et doublement chargés, est essentiellement liée aux paramètres de fonctionnement du plasma : puissance du générateur, quantité d'aérosol introduite et vitesse d'introduction (débit de gaz de nébulisation), distance d spire-interface (figure 1), réglages des tensions des lentilles de l'optique ionique, réglages des paramètres du dispositif de collisions/réactions, etc. Mais cette optimisation dépend également de l'état de surface des différentes parties constituant le système d'introduction d'échantillon. Compte tenu de la petitesse de la zone d'échantillonnage dans le plasma, toute modification dans l'équilibre du processus de transformation de l'échantillon en ions entraîne des conséquences importantes au niveau des paramètres mesurés, à savoir sensibilité des analytes et taux d'interférences . Ces transformations peuvent être le résultat de divers phénomènes tels que vieillissement des tuyaux de la pompe péristaltique apportant l'échantillon, entraînant une variation du débit d'introduction, modification de l'état de surface des cônes par vieillissement ou dépositions à leurs surfaces de sels ou de carbone, sans parler de la stabilité du système lui-même (générateur, débit des gaz...). De plus, la transmission des ions par l'optique ionique est, elle aussi, fonction de l'état de surface des lentilles, lesquelles auront une propension à se recouvrir de divers contaminants au cours du temps. Il est donc nécessaire de réoptimiser de manière quasi quotidienne l'ensemble des paramètres du plasma et de l'optique ionique afin de maintenir les sensibilités des analytes et les taux d'interférents à un niveau acceptable, voire dans les cas extrêmes...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FASSEL (V.A.) - Quantitative elemental analysis by plasma emission spectroscopy. - Science, 202, p. 185 (1978).
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(2) - WILBUR (S.), SUGIYAMA (N.) - Direct analysis of undiluted seawater by ICP-MS using a novel high matrix introduction system. - Spectroscopy, p. 12, mars 2008.
-
(3) - WESTPHAL (C.), KAHEN (K.), RUTKOWSKI (W.), ACON (B.), MONTASER (A.) - Demountable direct injection high efficiency nebulizer for inductively coupled plasma mass spectrometry. - Spectrochim. Acta, 59B, p. 353 (2004).
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(4) - CAUMETTE (G.), LIENEMANN (C.P.), MERDRIGNAC (I.), PAUCOT (H.), BOUYSSIERE (B.), LOBINSKI (R.) - Sensitivity improvement in ICP-MS analysis of fuels and light petroleum matrices using a microflow nebulizer and heated spray chamber sample introduction. - Talanta, 80, p. 1039 (2009).
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(5) - FASSEL (V.A.), BEAR (B.R.) - Ultrasonic nebulization of liquid samples for analytical inductively coupled plasma atomic spectroscopy : an update. - Spectrochim. Acta, 41B, p. 1089 (1986).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Les principaux constructeurs et modèles distribués en Europe sont donnés dans le tableau 1.
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