1.2.8.1 Phương phỏp ngoại chuẩn
Ngoại chuẩn là việc sử dụng cỏc chất chuẩn bờn ngoài (cú chứng nhận chất lượng) hoặc chuẩn tự pha để chuẩn lại cỏc giỏ trị tớn hiệu đỏp ứng của thiết bị theo nồng độ của nguyờn tố cần đo. Cỏc dung dịch chuẩn của cỏc đối tượng cần nghiờn cứu được chuẩn bị sao cho nồng độ của cỏc dung dịch chuẩn chia đều trờn dải tuyến tớnh của từng nguyờn tố với phương phỏp ICP-MS. Cỏc dung dịch chuẩn cú thể được trải qua quỏ trỡnh xử lý giống như mẫu phõn tớch hoặc khụng.
Tớn hiệu cỏc nguyờn tố cần phõn tớch (theo cps) trong dóy dung dịch chuẩn được ghi lại và lập đường chuẩn tương ứng với hàm chuẩn được chọn. Đối với mẫu cần phõn tớch, thiết bị ICP-MS sẽ ghi lại tớn hiệu của cỏc nguyờn tố cần phõn tớch và định lượng trờn đường chuẩn mà thiết bị đó tạo lập trước đú.
Hỡnh 1.4: Vớ dụ về đường chuẩn phương phỏp ngoại chuẩn
Hàm toỏn phổ biến xõy dựng đường chuẩn trờn thiết bị ICP-MS theo phương phỏp ngoại chuẩn là:
y = a.x (1-8)
hoặc y = a.x + b (1-9)
Trong đú x (àg.l-1): nồng độ nguyờn tố kim loại nặng;
y (cps): tớn hiệu phổ khối của cỏc đồng vị trong từng dung dịch;
33
1.2.8.2 Phương phỏp thờm chuẩn
Kỹ thuật thờm chuẩn được ỏp dụng khi ảnh hưởng của nền mẫu đến đối tượng cần phõn tớch làm tăng hoặc giảm tớn hiệu đỏp ứng trờn thiết bị đo. Cỏc ảnh hưởng này cú thể xuất hiện trong quỏ trỡnh chuẩn bị mẫu hoặc do ảnh hưởng của bản chất nền mà cỏc kỹ thuật khỏc khụng loại bỏ được hết cỏc ảnh hưởng. Tuy nhiờn kỹ thuật thờm đường chuẩn chưa chắc đó loại bỏđược hết cỏc ảnh hưởng này. Kỹ thuật thờm đường chuẩn được ỏp dụng cho một lụ mẫu với thành phần nền và sựtỏc động của nền mẫu lờn cỏc đối tượng cần phõn tớch là tương đối giống nhau. Nếu cỏc mẫu phõn tớch cú thành phần nền khỏc nhau đỏng kể thỡ phải chuẩn bị riờng một tệp mẫu thờm chuẩn cho từng mẫu phõn tớch.
Mỗi tệp mẫu bao gồm ớt nhất là 4 mẫu bao gồm: mẫu trắng, mẫu phõn tớch khụng pha thờm chuẩn và hai mẫu phõn tớch cú pha thờm chuẩn nồng độ khỏc nhau. Nồng độ nguyờn tố cần phõn tớch được thờm vào theo cấp số cộng và phải nằm trong dải tuyến tớnh của thiết bị đo. Nồng độ nguyờn tố trong mẫu phõn tớch (Cx) được xỏc định bằng phương phỏp ngoại suy (Hỡnh 1.6) hoặc tịnh tiến đường thờm chuẩn về gốc tọa độ thu được đường chuẩn đó qua bự trừ ảnh hưởng nền và định lượng nồng độ nguyờn tố trờn đường chuẩn này. Tất cả cỏc mẫu khỏc trong cựng một lụ mẫu sẽđược định lượng trờn đường chuẩn mới.
Như vậy hàm toỏn của đường chuẩn trong phương phỏp thờm đường chuẩn cú dạng (1-8).
Hỡnh 1.5: Đường chuẩn phương phỏp thờm chuẩn
cps Ax A1 A2 A3 A4 S1 Cx S2 S3 S4 C (ppb) Cx
34
1.2.8.3 Phương phỏp nội chuẩn
Phương phỏp nội chuẩn cú ý nghĩa rất lớn đối với việc định lượng trong phổ khối và sắc ký khớ vỡphương phỏp nội chuẩn cú thể loại bỏ được ảnh hưởng của kỹ thuật đo đối với nhiều đối tượng chịu tỏc động tương đối lớn của thiết bịđo.
Chất nội chuẩn là những chất cú biểu hiện về mặt húa học, vật lý gần giống với chất cần phõn tớch nhưng khụng cú mặt trong mẫu cần phõn tớch. Thụng thường trong cỏc ứng dụng, nhà sản xuất sẽ chỉ rừ chất nội chuẩn cần sử dụng.
Trong kỹ thuật này chất nội chuẩn được thờm tại cựng một nồng độ vào tất cả cỏc dung dịch mẫu trắng, mẫu chuẩn, mẫu phõn tớch và chỉ được thờm vào dung dịch cuối cựng thu được từ chuẩn bị mẫu và ngay trước khi được đưa lờn thiết bị phõn tớch. Sựdao động của thiết bị tỏc động lờn tớn hiệu chất cần phõn tớch và chất nội chuẩn là như nhau nờn khi phõn tớch mẫu trắng ta sẽ được tỷ lệ tớn hiệu của nguyờn tố cần phõn tớch và tớn hiệu của chất nội chuẩn là một hằng số. Khi đo mẫu, sự dao động tớn hiệu của nội chuẩn cựng lỳc xảy ra với sự dao động của tớn hiệu nguyờn tố cần phõn tớch nhưng tỷ lệ sự dao động này khụng thay đổi. Từđú cú thể định lượng một cỏch chớnh xỏc nồng độ của nguyờn tố cần phõn tớch, loại bỏ được sựtỏc động của thiết bịđo.
Đểđịnh lượng bằng phương phỏp nội chuẩn, tớnh nồng độ nguyờn tố Cx theo cụng thức sau [13,18]:
𝐶𝐶𝑥𝑥 =�𝐴𝐴𝑥𝑥
ì𝐶𝐶𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐴𝐴𝐼𝐼𝐼𝐼 �−𝑏𝑏
𝑎𝑎 (1-10)
Trong đú Ax (cps) : là cường độ tớn hiệu đồng vị nguyờn tố phõn tớch trong mẫu;
AIS (cps) : là cường độ tớn hiệu đồng vị nguyờn tố nội chuẩn trong mẫu;
CIS (àg.l-1) : là nồng độ nội chuẩn trong mẫu;
a, b: là cỏc hệ số.
1.2.8.4 Phương phỏp pha loóng đồng vị
Chuẩn pha loóng đồng vị là trường hợp đặc biệt của chuẩn nội chuẩn. Trong phương phỏp này, chất nội chuẩn chớnh là chất phõn tớch nhưng dưới dạng được đỏnh dấu đồng vị ổn định hay núi cỏch khỏc là dạng đồng vị làm giàu, được thờm
35
vào mẫu trước khi xử lý mẫu. Do chất chuẩn được pha thờm vào chỉ khỏc chất phõn tớch về sự cú mặt của đồng vị ổn định, nờn biểu hiện về mặt húa học và vật lý của mỗi hợp chất đỏnh dấu gần như giống hoàn toàn với dạng tự nhiờn chưa đỏnh dấu đồng vị. Do đú nếu cú bất kỳ dao động nào xảy ra với hợp chất phõn tớch trong bất kỳ bước chuẩn bị mẫu, xỏc định trờn thiết bịđều sẽđược phản chiếu bằng một định lượng dao động tương tự trờn chất chuẩn đỏnh dấu. Hiệu quả bự trừ tớn hiệu dao động bằng đồng vị pha loóng cao hơn, chớnh xỏc hơn so với ở phương phỏp nội chuẩn thụng thường. Phương phỏp ICP-MS pha loóng đồng vị cú thểứng dụng xỏc định khoảng 60 nguyờn tố cú tối thiểu 2 đồng vịổn định [18].
Phộp xỏc định nồng độ nguyờn tố (Qs) được thực hiện bằng cỏch đo tỷ lệ đồng vị trong hỗn hợp mẫu-chuẩn pha thờm (X) so sỏnh với tỷ lệ đú trong mẫu (S) và trong đồng vị chỉ thị làm giàu mức cao (T) sử dụng hàm (1-11):
T T s s Q (T X) m Q (X S) m ´ - ´ = - ´ (1-11) trong đú: Qs : nồng độ nguyờn tố trong mẫu;
QT : nồng độ nguyờn tố trong chỉ thị làm giàu mức cao;
T : tỷ lệđồng vị của hai đồng vị chọn lọc trong chỉ thị làm giàu mức cao;
S : tỷ lệđồng vị của hai đồng vị chọn lọc này trong mẫu;
X : tỷ lệđồng vịđo được của hai đồng vị chọn lọc trong hỗn hợp;
ms hoặc mT tương ứng là khối lượng nguyờn tử của nguyờn tố tự nhiờn và nguyờn tốđược làm giàu đồng vị.
36
CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU