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Performances analytiques
ICP-MS : couplage plasma induit par haute fréquence – spectrométrie de masse
P2720 v3 Article de référence

Performances analytiques
ICP-MS : couplage plasma induit par haute fréquence – spectrométrie de masse

Auteur(s) : Hugues PAUCOT, Martine POTIN-GAUTIER

Relu et validé le 01 sept. 2018 | Read in English

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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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Auteur(s)

  • Hugues PAUCOT : Docteur ès Sciences - UT2A – Ultra Traces Analyses Aquitaine, Pau

  • 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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https://doi.org/10.51257/a-v3-p2720

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5. Performances analytiques

5.1 Capacité multiélémentaire

La première des propriétés d'un ICP-MS est sa capacité multiélémentaire, ainsi que son aptitude à analyser plusieurs isotopes d'un même élément. Il permet en effet de déterminer rapidement de manière séquentielle ou éventuellement simultanée, en fonction du type de spectromètre utilisé, jusqu'à 75 éléments du tableau périodique (voir figure 10). Seuls quelques éléments demeurent inaccessibles en raison principalement d'un potentiel d'ionisation trop élevé et donc d'une concentration en ions insuffisante dans le plasma, ou d'une contamination environnementale ou matricielle trop importante.

De façon pratique, sur un appareil quadripolaire, les méthodes comportent au maximum deux ou trois dizaines d'isotopes, nombre au-delà duquel l'analyse devient relativement longue et très séquentielle, ce qui induit une dégradation des résultats en termes de fidélité, et augmente aussi la quantité d'échantillon consommée.

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5.2 Limites de détection

L'intérêt pour l'ICP-MS est surtout dû à ses performances en termes de limites de détection. Généralement, les limites de détection instrumentales (IDL) sont calculées selon les recommandations de l'IUPAC  telles que décrites ci-dessous :

( 2 )

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FASSEL (V.A.) -   Quantitative elemental analysis by plasma emission spectroscopy.  -  Science, 202, p. 185 (1978).

  • (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).

  • (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).

  • (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).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Les principaux constructeurs et modèles distribués en Europe sont donnés dans le tableau 1.

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