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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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At this time, there is no doubt concerning the interest of the inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Indeed, this type of equipment, due to, amongst others, its ease of implementation, limited number of chemical and spectral interferences and the qualities of its source, has become widely used in the laboratory, even though it does not offer very low detection limits to date. Apparatus notably include the quadrupole filter, magnetic and electrostatic sectors, the time-of-flight spectrometer, etc. Their operating principles and analytical performance are detailed in this article.
Auteur(s)
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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.
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
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Interférences
4.1 Description des interférences
Comme toute technique analytique, l'ICP-MS n'échappe pas à un certain nombre d'interférences qui constituent une des limites à ses performances analytiques.
Deux types d'interférences peuvent être identifiés :
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les interférences non spectrales dues aux effets de matrice qui induisent une diminution ou une exaltation plus ou moins importante du signal ;
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les interférences spectrales qui se traduisent par le recouvrement du signal de la masse analysée par le signal d'un autre isotope ou d'un ion moléculaire ayant un rapport masse sur charge trop proche.
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Les interférences non spectrales ne sont pas caractéristiques de l'ICP-MS, beaucoup étant en effet également observées en ICP-OES, voire en spectrométrie de flamme. Elles affectent principalement l'efficacité de la nébulisation de l'échantillon, le transport de l'aérosol, l'ionisation de l'élément dans le plasma, l'efficacité de l'aspiration des ions dans le spectromètre de masse et, enfin, le rendement de transfert des ions dans le spectromètre de masse lui-même (effet charge-espace).
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Les interférences spectrales, quant à elles, peuvent être séparées en trois catégories.
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Les interférences isobariques pures observées lorsque les isotopes de deux éléments distincts possèdent une différence de masse que le spectromètre de masse ne peut pas discriminer, comme c'est par exemple le cas pour 116Sn qui interfère sur le pic de 116Cd. D'autres exemples concernent également les isotopes 74Se et 76Se qui sont respectivement interférés par les isotopes 74Ge et 76Ge. De manière analogue, 78Se, 80Se et 82Se sont interférés par les isotopes du krypton.
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Les interférences polyatomiques qui résultent de la combinaison de deux ou de plusieurs ions. Ainsi, les constituants principaux du plasma ou de la matrice (argon, oxygène, hydrogène, azote, carbone...) peuvent se combiner entre eux pour former des espèces polyatomiques interférant avec l'élément à analyser (pour une liste plus complète, voir ...
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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).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Excitation spectrographique – Plasmas induits par haute fréquence.
-
Couplage plasma induit par haute fréquence – Spectrométrie de masse.
ANNEXES
Les principaux constructeurs et modèles distribués en Europe sont donnés dans le tableau .
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