CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.3. Các phương pháp phân tích xác định Li
1.3.3. Kỹ thuật pha loãng đồng vị
Kỹ thuật pha loãng đồng vị (ID) [40] là kỹ thuật dựa vào các tỷ số của các đồng vị. Tỷ lệ đồng vị sau khi thêm đồng vị giàu sẽ thay đổi và được xác định bằng khối phổ.
Giả sử nguyên tố X có hai đồng vị là A và B, tỷ lệ đồng vị Rm được tính theo công thức:
Trong đó: Ax, Bx lần lượt là thành phần đồng vị tự nhiên của hai đồng vị A và B của nguyên tố X;
As, Bs lần lượt là thành phần đồng vị của hai đồng vị A và B của nguyên tố X trong mẫu chuẩn đồng vị;
Wx, Ws lần lượt là khối lượng nguyên tố X trong tự nhiên và trong mẫu chuẩn đồng vị;
Cx, Cs lần lượt là nồng độ nguyên tố X trong mẫu và trong mẫu chuẩn đồng vị
Để xác định tỷ lệ đồng vị 6Li/7Li trong mẫu bằng kỹ thuật này người ta sẽ dựa vào nguyên tắc cho thêm từng lượng 6 Li khác nhau vào mẫu. Sau đó dựa vào sự thay đổi tín hiệu của 6Li và 7Li trong mẫu sau khi thêm mà xác định được tỷ lệ đồng vị trong mẫu ban đầu. Việc sử dụng kỹ thuật này để xác định tỷ lệ đồng vị 6Li/7Li đã
Chuyên ngành Hóa phân tích 19 Trường ĐHKHTN
giảm thiểu được ảnh hưởng của nền mẫu. Độ lệch chuẩn tương đối (RSD %) trong phép đo này được tính theo cơng thức:
( ) √
Trong đó S6Li và S7Li là tín hiệu của 6 Li và 7Li xác định được.
Phương pháp ICP-MS được kết hợp với kỹ thuật pha loãng đồng vị tạo thành một phương pháp phân tích tổ hợp ID-ICPMS đã được chứng minh là có độ chính xác cao trong việc xác định nồng độ tổng số một số thành phần kim loại trong các nền mẫu khác nhau. Phương pháp này có ưu điểm hơn một số phương pháp đường chuẩn truyền thống khác. Việc hao hụt một phần nào đó hàm lượng của nguyên tố trong mẫu cần phân tích sau khi thêm đồng vị là khơng ảnh hưởng tới độ chính xác. Tỷ lệ đồng vị có thể đo được bằng thiết bị ICP-MS với độ chính xác cao, độ lệch chuẩn RSD < 0,25%. Định lượng ngun tố trực tiếp thơng qua tính tốn các giá trị thực nghiệm đo được bằng phương trình tốn học từ giá trị tỷ lệ đồng vị đo được và lượng đồng vị thêm vào không phụ thuộc vào đường chuẩn và độ thu hồi của mẫu.
Phương pháp này có nhược điểm là chỉ những nguyên tố nào có từ 2 đồng vị trở lên mới có thể áp dụng được. Đồng vị thêm vào và mẫu có thể ở dạng khác nhau và chỉ có dạng tổng số được xác định. Vì vậy, ID-ICP-MS yêu cầu mẫu phải được phân hủy về dạng đồng nhất, tất cả các đồng vị đều ở cùng trạng thái oxi hóa. Các mẫu lỏng như nước sạch có thể thêm đồng vị trực tiếp vào và phân tích. Với ưu điểm không cần tách định lượng các nguyên tố và hợp chất cần xác định mà kỹ thuật này đã được ứng dụng để phân tích các đồng vị bền.
Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật này còn chưa phổ biến, và số cơng trình cơng bố cịn hạn chế, đặc biệt đối với những nền mẫu phức tạp như thực phẩm. Kỹ thuật pha loãng đồng vị được ứng dụng chủ yếu trong hóa phóng xạ. Ứng dụng kinh điển của kỹ thuật này là đo thể tích máu trong động vật sống. Bằng cách đưa một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ triti hoạt độ thấp đã biết trước vào cơ thể động vật, sau
Chun ngành Hóa phân tích 20 Trường ĐHKHTN
đó nó được trộn lẫn trong vịng tuần hồn, sau vài phút lấy một lượng nhỏ máu ra và đo hoạt độ phóng xạ.
Từ những năm 1958, kỹ thuật này đã được A.A.Smales và cộng sự [4] sử dụng để xác định hàm lượng Li trong mẫu đá để cải thiện độ đúng và độ chính xác của q trình phân tích. Tác giả đã sử dụng đồng thời của hai đồng vị giàu là 6Li và 7Li cho thấy kết quả thu được khác nhau khơng có ý nghĩa. Trong đó sử dụng đồng vị giàu 6Li cho thấy sai số trong việc xác định tỷ lệ đồng vị 6Li/7Li cho sai số không vượt quá 0,5%.
Bên cạnh đó, Sun và các cộng sự [49] đã sử dụng đồng vị 6Li với những lượng khác nhau cho thêm vào nền mẫu với nồng độ Li không đổi để xây dựng đường chuẩn đồng vị và xác định nồng độ Li trong các mẫu sinh học bằng kỹ thuật pha loãng đồng vị với độ thu hồi đạt từ 89 -97%.
Chuyên ngành Hóa phân tích 21 Trường ĐHKHTN