مواد مصرفی دستگاه ICP شامل مواد شیمیایی، محلول‌های استاندارد و مواد دیگر است که برای آماده‌سازی، کالیبراسیون و کنترل کیفیت نمونه‌های آزمایشگاهی مورداستفاده قرار می گیرد. محلول‌های استاندارد تک‌عنصری و چند عنصری، اسیدهای با خلوص بالا، آب فوق خالص، محلول‌های Blank و مواد مرجع استاندارد (CRM) از مهم‌ترین اقلام مصرفی در آزمایشگاه‌های مجهز به ICP-OES و ICP-MS به شمار می‌روند.
انتخاب گرید و خلوص مواد مصرفی این دستگاه ها از اهمیت بسیاری برخوردار است؛ زیرا وجود ناخالصی می‌تواند باعث افزایش Background، ایجاد تداخل و در نتیجه ی آن دقت نتایج آنالیز را کاهش می دهد. به همین خاطر باید در زمان خرید مواد مصرفی ICP ، قیمت، کاربرد، گرید، غلظت و گواهی کیفی محصول مورد نظرتان را بررسی کنید.
مواد مصرفی دستگاه ICP شامل چه مواردی است؟
مواد مورداستفاده در آنالیز ICP را می‌توان بر اساس کاربرد به چند گروه اصلی تقسیم کرد:
- محلول‌های استاندارد تک‌عنصری
- استانداردهای چند عنصری
- مواد مرجع استاندارد یا CRM
- اسیدهای با خلوص بالا
- آب فوق خالص
- محلول‌های Blank
- محلول‌های شست‌وشو و آماده‌سازی سیستم
- مواد مورداستفاده برای آماده‌سازی و هضم نمونه
نوع ماده موردنیاز به نوع دستگاه، روش آنالیز، عناصر مورد اندازه‌گیری و ماهیت نمونه بستگی دارد.
محلول استاندارد ICP چیست؟
محلول استاندارد عنصری جزو مهم‌ترین اقلام مصرفی در آزمایشگاه ICP است که غلظت مشخص و کنترل‌شده‌ای از یک یا چند عنصر دارد. این محلول‌ها برای کالیبراسیون دستگاه و ایجاد منحنی کالیبراسیون مورداستفاده قرار می‌گیرند.
برای مثال، اگر قصد دارید میزان عنصر مس در نمونه را اندازه‌گیری کنید، می‌توانید از استاندارد مس با غلظت مشخص برای درست کردن محلول‌های کالیبراسیون استفاده نمایید.
استانداردهای ICP معمولاً به دو گروه تقسیم می‌شوند:
استانداردهای تک‌عنصری
در این نوع استاندارد، یک عنصر مشخص با غلظت معلوم در یک ماتریس مشخص وجود دارد. استانداردهای تک‌عنصری زمانی کاربرد دارند که کنترل دقیق غلظت یک عنصر اهمیت داشته یا ترکیب عناصر موردنیاز برای کالیبراسیون با یک استاندارد چند عنصری قابل‌تأمین نباشد.
استانداردهای چند عنصری
در استانداردهای چند عنصری، چند عنصر با غلظت‌های مشخص در یک محلول قرار دارند. استفاده از این استانداردها می‌تواند تعداد محلول‌های موردنیاز برای کالیبراسیون را کاهش داده و برای آنالیز هم‌زمان چند عنصر کاربردی است.
هنگام خرید استاندارد ICP باید غلظت، ماتریس، عناصر موجود، تاریخ انقضا و گواهی آنالیز محصول را بررسی کنید.
مواد مرجع استاندارد (CRM)
CRM یا Certified Reference Material یکی دیگر از مواد مهم در آزمایشگاه‌های آنالیز عنصری است. این مواد مقدار مشخص و تأییدشده‌ای از آنالیت یا ویژگی موردنظر را دارند که برای ارزیابی صحت روش آنالیز و کنترل کیفیت نتایج از آن استفاده می‌کنند.
تفاوت CRM با یک استاندارد معمولی در این است که مقدار ویژگی موردنظر در CRM همراه با عدم قطعیت و اطلاعات تأییدشده ارائه می‌شود.
استفاده از CRM به‌خصوص در آزمایشگاه‌هایی که نتایج آنالیز باید قابلیت ردیابی و اعتبارسنجی داشته باشند (مانند آزمایشگاه‌های دارای یا در مسیر اخذ ایزو ۱۷۰۲۵) اهمیت زیادی دارد.
اسید نیتریک با خلوص بالا
اسید نیتریک یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در آماده‌سازی نمونه‌های مورد آنالیز ICP است. از این ماده برای هضم و حل‌کردن بسیاری از نمونه‌ها و همچنین پایدارسازی برخی محلول‌های نمونه و استاندارد استفاده می‌شود.
برای آنالیزهای ICP، استفاده از اسید با خلوص مناسب اهمیت زیادی دارد؛ زیرا ناخالصی‌های فلزی موجود در اسید می‌توانند مستقیماً وارد نمونه شده و نتیجه آنالیز را تحت‌تأثیر قرار دهند.
به همین دلیل، برای کاربردهای حساس ICP معمولاً از گریدهای با خلوص بالا و مناسب آنالیز عناصر کمیاب استفاده می‌کنند.
اسید هیدروکلریک
اسید هیدروکلریک (HCl) در برخی روش‌های آماده‌سازی نمونه و تهیه محلول‌های مورداستفاده در آنالیز ICP کاربرد دارد.
انتخاب HCl مناسب باید بر اساس روش استاندارد، نوع نمونه و عناصر مورد اندازه‌گیری انجام بگیرد. مانند سایر اسیدهای مورداستفاده در ICP، میزان ناخالصی عناصر فلزی در اسید اهمیت زیادی دارد.
اسید هیدروفلوئوریک (HF)
در برخی نمونه‌ها، به‌خصوص نمونه‌های حاوی ترکیبات سیلیکاتی و مواد معدنی، ممکن است برای هضم نمونه به اسید هیدروفلوئوریک هم نیاز باشد.
با توجه به ماهیت بسیار خورنده و خطرناک HF، استفاده از آن باید کاملاً مطابق روش‌های استاندارد و دستورالعمل‌های ایمنی آزمایشگاه و برگه اطلاعات ایمنی (MSDS) انجام شود. همچنین تجهیزات و ظروف مورداستفاده باید با HF سازگار باشند.
بنابراین HF را نمی‌توان برای تمام روش‌های ICP یک ماده مصرفی عمومی در نظر گرفت؛ بلکه استفاده از آن به نوع نمونه و روش آماده‌سازی بستگی دارد.
آب فوق خالص در آنالیز ICP
آب مورداستفاده برای تهیه استانداردها، رقیق‌سازی نمونه‌ها، تهیه Blank و برخی مراحل شست‌وشو باید از کیفیت مناسبی برخوردار باشد.
استفاده از آب دارای ناخالصی‌های یونی یا فلزی می‌تواند Background نمونه را افزایش داده و در اندازه‌گیری عناصر در غلظت‌های پایین مشکل ایجاد کند.
به همین دلیل، در آنالیزهای حساس ICP از آب فوق خالص باکیفیت متناسب استفاده می‌کنند.
Blank در آنالیز ICP
محلول Blank حاوی ماتریس مورداستفاده در تهیه استانداردها یا نمونه‌هاست، اما آنالیت مورد اندازه‌گیری را در غلظت موردانتظار ندارد.
Blank برای بررسی Background و تشخیص آلودگی احتمالی مواد، ظروف یا فرایند آماده‌سازی نمونه استفاده می‌شود.
کیفیت Blank اهمیت زیادی دارد؛ زیرا اگر خود Blank حاوی مقدار قابل‌توجهی از عنصر مورد اندازه‌گیری باشد، می‌تواند باعث ایجاد خطا در نتایج شود.
محلول‌های شست‌وشوی ICP
پس از آنالیز نمونه‌ها، به‌خصوص نمونه‌هایی با غلظت بالای نمک یا عناصر، مسیر ورود نمونه باید به‌درستی شست‌وشو شود.
بسته به روش و نوع نمونه، از محلول‌های شست‌وشوی مختلف استفاده می‌شود. هدف از این مرحله کاهش Carryover و جلوگیری از باقی‌ماندن مواد نمونه قبلی در مسیر سیستم است.
انتخاب محلول شست‌وشو باید بر اساس روش آنالیز و دستورالعمل سازنده دستگاه انجام شود.
مواد مصرفی ICP بر اساس کاربرد
همه آزمایشگاه‌ها به یک مجموعه ثابت از مواد مصرفی نیاز ندارند. انتخاب مواد تا حد زیادی به نوع آنالیز بستگی دارد.
| نوع ماده | کاربرد اصلی |
| استاندارد تک‌عنصری | کالیبراسیون یک عنصر مشخص |
| استاندارد چند عنصری | کالیبراسیون هم‌زمان چند عنصر |
| CRM | کنترل صحت و اعتبار نتایج |
| اسید نیتریک با خلوص بالا | هضم، رقیق‌سازی و آماده‌سازی نمونه |
| اسید هیدروکلریک | آماده‌سازی برخی نمونه‌ها و محلول‌ها |
| HF | هضم برخی نمونه‌های معدنی و سیلیکاتی |
| آب فوق خالص | تهیه محلول‌ها، رقیق‌سازی و Blank |
| Blank | بررسی Background و آلودگی |
| محلول شست‌وشو | کاهش Carryover و پاک‌سازی مسیر نمونه |
هنگام خرید مواد مصرفی دستگاه ICP به چه نکاتی توجه کنیم؟
اگر قصد خرید مواد مصرفی دستگاه ICP را دارید، صرفاً انتخاب ماده بر اساس نام آن کافی نیست. چند مشخصه می‌تواند مستقیماً روی کیفیت آنالیز تأثیر بگذارد.
گرید و خلوص
برای آنالیز عناصر در غلظت‌های پایین، خلوص مواد اهمیت بسیار زیادی دارد. اسید یا آب نامناسب می‌تواند خود منبع آلودگی نمونه باشد.
غلظت استاندارد
در مورد محلول‌های استاندارد، غلظت باید متناسب با محدوده کاری و روش کالیبراسیون دستگاه انتخاب شود.
ماتریس
ماتریس استاندارد باید با روش آنالیز و در صورت نیاز با ماتریس نمونه سازگار باشد؛ زیرا تفاوت ماتریس می‌تواند روی پاسخ دستگاه تأثیر بگذارد.
گواهی آنالیز
هنگام خرید استانداردهای ICP و CRM، وجود Certificate of Analysis (CoA) و اطلاعات مربوط به مقدار تأییدشده، عدم قطعیت، تاریخ تولید و تاریخ انقضا اهمیت دارد.
تاریخ انقضا و شرایط نگهداری
مواد و استانداردهای شیمیایی دارای شرایط نگهداری مشخصی هستند. پیش از خرید باید شرایط حمل، دمای نگهداری و مدت اعتبار محصول را بررسی کنید.
آیا مواد مصرفی ICP برای ICP-OES و ICP-MS یکسان هستند؟
بخشی از مواد مورداستفاده در ICP-OES و ICP-MS مشابه هستند؛ برای مثال هر دو تکنیک به استانداردهای عنصری، اسیدهای مناسب، آب با خلوص بالا و محلول‌های Blank نیاز دارند.
با این حال، الزامات خلوص و کنترل آلودگی در ICP-MS معمولاً حساس‌تر است، زیرا این روش برای اندازه‌گیری عناصر در غلظت‌های بسیار پایین استفاده می‌شود. بنابراین نمی‌توان بدون بررسی روش و مشخصات دستگاه، یک ماده مصرفی را برای هر دو تکنیک کاملاً یکسان در نظر گرفت.
از کجا مواد مصرفی ICP بخریم؟
برای خرید مواد مصرفی ICP، ابتدا باید مشخص کنید که آزمایشگاه دقیقاً چه نوع آنالیزی انجام می‌دهد و چه عناصری قرار است اندازه‌گیری شوند. سپس بر اساس روش آنالیز می‌توان استاندارد، CRM، اسید، آب فوق خالص و سایر مواد موردنیاز را انتخاب کرد.
کیمیا کاوان در زمینه تأمین مواد و تجهیزات آزمایشگاهی فعالیت می‌کند و می‌توانید برای استعلام قیمت و خرید مواد مصرفی ICP، مشخصات ماده موردنیاز، عنصر، غلظت و گرید موردنظر خود را اعلام کنید تا قیمت محصول متناسب با کاربردتان به همراه پیش‌فاکتور به شما ارائه شود. اگر در حال برنامه‌ریزی بودجه راه‌اندازی یا نگهداری آزمایشگاه ICP هستید، علاوه بر مواد مصرفی، قیمت دستگاه ICP و هزینه‌های جانبی آن را هم بررسی کنید.
جمع‌بندی
مواد مصرفی دستگاه ICP بخش جدایی‌ناپذیر از فرایند آماده‌سازی، کالیبراسیون و کنترل کیفیت آنالیز هستند. استانداردهای تک‌عنصری و چند عنصری، CRM، اسیدهای با خلوص بالا، آب فوق خالص، Blank و محلول‌های شست‌وشو از مهم‌ترین اقلام مورداستفاده در این فرایند هستند.
انتخاب ماده مناسب باید بر اساس نوع دستگاه، روش آنالیز، عنصر مورد اندازه‌گیری، محدوده غلظت، ماتریس نمونه و میزان خلوص موردنیاز انجام شود. به همین دلیل، در زمان خرید مواد مصرفی ICP بهتر است مشخصات فنی و گواهی کیفی محصول را در کنار قیمت آن بررسی کنید.
سؤالات متداول
- مهم‌ترین مواد مصرفی دستگاه ICP چیست؟
استانداردهای تک‌عنصری و چند عنصری، CRM، اسیدهای با خلوص بالا، آب فوق خالص، Blank و محلول‌های شست‌وشو از مهم‌ترین مواد مصرفی مورداستفاده در آنالیز ICP هستند.
- برای ICP چه استانداردی بخریم؟
انتخاب استاندارد به عناصر مورد اندازه‌گیری، محدوده غلظت، ماتریس نمونه و روش کالیبراسیون بستگی دارد. استاندارد تک‌عنصری برای یک عنصر مشخص و استاندارد چند عنصری برای کالیبراسیون چند عنصر کاربرد دارد.
- آیا اسید معمولی برای آماده‌سازی نمونه ICP مناسب است؟
برای آنالیزهای دقیق، به‌خصوص در غلظت‌های پایین، بهتر است از گرید و خلوص مناسب روش استفاده شود؛ زیرا ناخالصی موجود در اسید می‌تواند باعث آلودگی نمونه و خطا در نتیجه شود.