Bibliographie & annexes
Présentation
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
-
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.
L'expertise technique et scientifique de référence
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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Interférences3. Spectres observés
Dans le cas d'analyses élémentaires telles que réalisées en ICP-MS, les spectres obtenus sont en théorie relativement simples puisqu'ils ne reflètent que les distributions isotopiques des éléments présents, soit approximativement 210 masses unitaires différentes. En effet, dans la majorité des cas, les isotopes sont mono-ionisés dans le plasma ; le rapport masse sur charge analysé est alors assimilable à la masse de l'isotope. D'autre part, en première approximation, la sensibilité des différents isotopes d'un même élément est uniquement proportionnelle à l'abondance isotopique.
Un exemple, présenté en figure 7 et réalisé sur un ICP-MS muni d'un filtre quadripolaire, permet de mettre en évidence la distribution isotopique de quelques éléments, comme le manganèse mono-isotopique à la masse 55, ainsi que les isotopes du fer aux masses 54, 56 et 57. En ce qui concerne cet élément, sa multi-isotopicité permet, en utilisant l'intensité de l'isotope 56 comme référence et en comparant les intensités théoriques proportionnelles aux rapports isotopiques naturels (traits bleus de la figure 7) avec les intensités effectivement mesurées, de mettre en évidence l'accord entre valeurs attendues et mesurées.
La situation n'est malheureusement pas toujours aussi simple puisque les interférences spectrales, polyatomiques et isobariques, viennent souvent compliquer les spectres.
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Spectres observés
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).
-
...
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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