1. SISTEMAS DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS

INSTRUMENTACIÓN

3. INTERFASE

2. FUENTE DE IONES. PLASMA

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

1. SISTEMAS DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS

2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

LA ELECCIÓN DEL SISTEMA DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS DEPENDE DE:

• Estado físico de la muestra

• Matriz de la muestra

1. SISTEMAS DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS

• Matriz de la muestra

• Orden de concentración de los elementos

• Precisión y exactitud requeridas

• Cantidad de muestra disponible

• Posible deterioro del equipo por presencia de sustancias corrosivas

1. SISTEMAS DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS

1. Muestras líquidas. Método convencional

2. Muestras sólidas. Específico. Gran inversión

Ablación Láser

3. Muestras gaseosas. 3. Muestras gaseosas.

Generación de hidruros

Cromatografía gaseosaMétodo más eficaz de

introducción de muestras

INTERFERENCIAS SENSIBILIDAD

INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS LÍQUIDAS

La muestra debe ser introducida en forma

de aerosolNEBULIZADOR

Las gotas del aerosol deben ser < 10µm

CÁMARA DE NEBULIZACIÓN

NEBULIZADORES

FUNCIÓN DE UN NEBULIZADOR

TRANFORMAR LA MUESTRA LÍQUIDA EN AEROSOL

¿Por qué un aerosol?

• La muestra está en un estado en el que puede ser transportada eficazmente a la célula de atomización o Plasma

• En este estado se permite la rápida evaporación del disolvente

• El analito se encuentra en forma de partículas muy pequeñas para sufrir vaporización, atomización y/o excitación durante el breve tiempo que emplea en atravesar el plasma

SISTEMAS DE NEBULIZACIÓN

PROCESO DE NEBULIZACIÓN:

Transformación de un volumen de líquido en un conjunto de gotassuspendidas en un gas.Para ello es necesario aportar energía

1. Nebulización neumática. Aporte de energía cinética

Flujo concéntricoFlujo cruzadoFlujo paralelo

2. Nebulización ultrasónica. Aporte de energía ultrasónica

NEBULIZADORES

1. Nebulizador neumático. El aerosol se genera como consecuencia de la

interacción entre una corriente líquida y otra gaseosa

Flujo concéntrico

Flujo cruzado

Flujo paralelo

NEBULIZADORES NEUMÁTICOS

FLUJO CONCÉNTRICO FLUJO CRUZADO FLUJO PARALELO

AutoalimentableBajo contenido salinoObturación del capilarBajo caudal de gas de nebulización Caudal de muestra 0.5-1.0ml/minBuenas precisiones

No autoalimentableMayor contenido salinoMayores caudalesde gas de nebulizaciónde aspiración de

muestra

EFICACIA: 1-2 %

No se obstruyen Dificultad en optimizarla posición

NEBULIZADOR ULTRASÓNICO

Un voltaje oscilante es aplicado a un cristal cerámico piezoeléctrico. Se inducen oscilaciones en el cristal produciendo una onda que se transmite al líquido que está sobre la superficie del cristal provocando la inestabilidad en el mismo y la ruptura del líquido en aerosol.

VENTAJASINCONVENIENTES

•LOD mejoradosEficacia 10-20%

•LOD mejorados•Eficacia 10-20%•Mayor homogeneidad de gotas •Necesario un sistema de

desolvatación•Mayor tiempo de lavado entre muestras•Elevado coste•Aumenta la señal de fondo•Adecuado para matrices sencillas•Mayor consumo de muestra

CAMARAS DE NEBULIZACIÓN

Nebulizadores: Producen aerosoles con una

distribución muy amplia de tamaño de gota. 1-100

µm. Aerosol polidisperso no adecuado.

Cámara de nebulización: Actúa como un filtro de

tamaños y velocidades de gotas.

Resultado: Aerosol con un tamaño de gota de 1-7µm y

pequeños gradientes de velocidad entre gotas

CÁMARAS DE NEBULIZACIÓN

Doble pasoTipo ciclón

Paso simple

CÁMARAS DE NEBULIZACIÓN

Doble paso Paso simple Tipo ciclón

Recorrido largo: - Favorece la evaporación del

disolvente - Gran volumen muerto- Efectos de memoria- Tiempos de lavado altos

Recorrido más corto: - Gotas de mayor tamaño al plasma - Mayor señal analítica- Menor precisión- Adecuadas para nebulizadores que

producen aerosoles finos

Entrada tangencial a la pared Tiempos de lavado cortos

1. SISTEMAS DE INTRODUCCIÓN DE MUESTRAS

2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

GAS IONIZADO CONDUCTOR DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

¿QUÉ ESPECIES FORMAN PARTE DE UN PLASMA?

Ar0 + νRF Ar* + Ar+

M = Analito, especie a analizar

¿CÓMO SE IONIZA/EXCITA LA MUESTRA?

PLASMAGENERADOR

2. FUENTE DE IONES. PLASMA

Ar0 + νRF Ar* + Ar+

Ar* + M Ar0 + M*

Ar+ + M Ar0 + M+

ICP-OES Ar*

Ar+

M*

M+

Mo

e

Aro

M2+

Ar2+

ICP-MS

Z Elemento E-I (eV) E-II (eV) Observaciones

18 Ar 15.76 27.62 Gas plasmógeno limita la energía

máxima de los iones a 15.75eV

47 Ag 7.57 21.48 Excitado como Ag+

13 Al 5.98 18.82 Excitado como Al+

56 Ba 5.21 10.00 Excitado como Ba+ y Ba++

27 Co 7.86 17.05 Excitado como Co+27 Co 7.86 17.05 Excitado como Co+

58 Ce 5.6 12.3 Excitado como Ce+ y Ce++

9 F 17.42 34.98 No se excita. Indetectable

14 Si 8.15 16.34 Excitado como Si+

10 Ne 21.56 41.07 No se excita. Indetectable

¿Dónde se produce el plasma y cómo se alimenta?

ANTORCHA

PROCESO QUE TIENE LUGAR CUANDO UNA GOTA ENTRA EN EL PLASMA

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2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

2. INTERFASE

FUNCIÓN: Transportar los iones eficientemente desde el plasma (presión atmosférica) hasta el analizador (alto vacío)

Cono skimmer SkimmerCono Sampler

Vacío creciente. Camino de la muestra

Skimmer 0.7mmSampler 1.0mm

Material: Ni, Pt

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2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

4. ÓPTICA IÓNICA

FUNCIÓN DE LA ÓPTICA IÓNICA• Transportar el máximo nº de iones del analito desde la interfase hasta en analizador de masas rechazando la mayor parte de los componentes de la matriz.• Impedir el paso de partículas, neutros y fotones al analizador para evitar:

• Background alto• Background alto• Depósitos en las lentes• Empeoramiento de la sensibilidad

DISEÑOS DE ÓPTICAS• Photon stop• Sistemas fuera de eje

DIFERENTES TIPOS DE ÓPTICA

PHOTON STOP

SISTEMA FUERA DE EJE

PHOTON STOP

PHOTON STOP

PHOTON STOP

SISTEMA FUERA DE EJE

SISTEMA FUERA DE EJE

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2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

5. ANALIZADORES

CUADRUPOLAR

A cada pareja de barras se le aplica un potencial de corriente contínua, U, y un potencial de corriente alterna de frecuencia w y cuyo máximo es V

5. ANALIZADORES

SECTOR MAGNÉTICO

Es posible eliminar las interferencias isobáricas

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2. FUENTE DE IONES. PLASMA

3. INTERFASE

INSTRUMENTACIÓN

4. OPTICA IONICA

5. ANALIZADORES

6. DETECTORES

6. DETECTORES

DETECTOR DE DINODOS DISCRETOS

Ganancias de 106