Ultrasnelle tandem ICP-massaspectrometer voor interferentievrije en hoog-gevoelige monitoring van transiënte signalen (ICP-MS/MS)

ICP-massaspectrometrie (ICP-MS) is een bijzonder krachtige techniek voor de bepaling van elementen op spoor- en ultraspoorniveaus. Bij gebruik van een quadrupoolfilter voor scheiding van de ionen van elkaar volgens hun verhouding van massa tot lading (m/z), wordt slechts een bescheiden massasresolutie verkregen. Ionen die minder dan een halve atomaire massa-eenheid van elkaar verschillen worden niet van elkaar gescheiden, zodat spectrale interferentie optreedt. Voor het vermijden van spectrale interferenties is een tandem ICP-MS (ICP-MS/MS) apparaat uitgerust met een botsings/reactiecel (collision/reaction cell - CRC), voorafgegaan door een quadrupoolfilter (Q1). In een MS/MS modus selecteert Q1 ionen van een welbepaalde massa en laat die toe in de CRC. In de CRC treedt/treden (een) selectieve reactie(s) op tussen de ionen en de gasmoleculen. De tweede quadrupoolfilter (Q2) selecteert vervolgens bij welke m/z er finaal wordt gemeten.
De reactie(s) in de CRC kunnen er enerzijds op gericht zijn om de storende ionen te verwijderen, zodat on-mass (op de oorspronkelijke massa van de analietnuclide) kan worden gemeten. Anderzijds kan ook de analietnuclide in een reactie worden betrokken, zodat deze als reactieproduct-ion interferentievrij bij een andere m/z kan worden gemeten.
Dit specifieke toestel is ook gekenmerkt door een snel detectiesysteem met een minimale meettijd van slecht 0.2 ms. Dit maakt het toestel uiterst geschikt voor single-event toepassingen. Daar waar traditioneel vloeibare stalen of oplossingen worden gemeten, worden bij single-event ICP-MS suspensies gemeten die individuele kleine entiteiten bevatten. Deze entiteiten zijn bv. nanomateriaal-deeltjes, cellen of microplastics. Telkens wanneer dergelijk individueel deeltje in het ICP terecht komt, wordt een wolk ionen gevormd, die wordt waargenomen als een kort transiënt signaal.
Deze techniek wordt bv. ingezet voor de bepaling van de deeltjesconcentratie aan en grootte van nanodeeltjes, de concentratie aan exogene (bv. afkomstig van het gebruik van een geneesmiddel) en endogene elementen in individuele (bacteriële, plantaardige, dierlijke en menselijke) cellen (tot op sub-femtogram niveau) en de deeltjesconcentratie aan en grootte van microplastic partikels.