Infrastructuur
Time-of-Flight ICP - Mass spectrometer (ToF-ICP-MS)
ICP-massaspectrometrie (ICP-MS) is de meest krachtige techniek voor de bepaling van elementen op (ultra)spoorniveau. De meeste ICP-MS instrumenten zijn uitgerust met een quadrupoolfilter voor massa-analyse. Met een quadrupoolfilter kan op elk gegeven moment de intensiteit voor slechts één nuclide worden gemeten, omdat op elk gegeven moment slechts ionen worden doorgelaten binnen een nauw massabereik (ongeveer een halve atoommassa-eenheid). Voor een multi-elementbepaling moet van scanning (continue verschuiving van het massavenster) of van peak jumping (discontinue verplaatsing van het massavenster) worden gebruik gemaakt. ToF-ICP-MS is een versie van ICP-MS waarbij van een time-of-flight (ToF) analyzer gebruik wordt gemaakt voor massa-analyse. Bij een ToF-analyzer worden de ionen na versnelling tot een constante energie pulsgewijs geïntroduceerd. Voor elke puls wordt een (nagenoeg) volledig elementmassaspectrum verkregen omdat de ionen gescheiden in de tijd volgens hun verhouding van massa tot lading de detector bereiken. De verwerking van een dergelijke puls duurt slecht 33 microseconden. Dat maakt ToF-ICP-MS vooral interessant in toepassingen met kortstondige transiënte signalen. Een eerste voorbeeld daarvan is laser ablation ICP-MS voor reveleren van de ruimtelijke verdeling van elementen in 2 dimensies over het monstermateriaal. Voor elke pixel van de overeenkomstige “elemental map” kan een volledig elementspectrum worden verkregen, zelfs bij transiënte signalen met een duur <0,5 milliseconden. Een tweede voorbeeld is single-event ICP-MS, waarin een verdunde suspensie met individuele kleine entiteiten, zoals engineered nanoparticles (ENPs), cellen van bacteriële, plantaardige, dierlijke of menselijke herkomst, of microplastic deeltjes wordt geïntroduceerd. Telkens wanneer zo’n individueel deeltje in het ICP terecht komt, geeft dit aanleiding tot een transiënt signaal met een duur van ca. 0,5 microseconden. Niettegenstaande deze korte duur, kan voor dit signaal een volledig elementspectrum worden verkregen. Nadelen van ToF-ICP-MS ten opzichte van quadrupool ICP-MS zijn een lagere gevoeligheid en een beperkter lineair dynamisch bereik.