Единственный в России. Перспективы и проблемы масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой

Масс-спектрометр «EXPEC PlaAr MS» с индуктивно связанной плазмой появился в Институте проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН еще два года назад. Недавно его дополнили хроматографической приставкой ионного обмена того же производителя.

– Бывает, что определить количество определенного вещества химического элемента в пробе очень сложно, – рассказывает ведущий инженер центра коллективного пользования ИППЭС КНЦ РАН и заведующая аналитической лаборатории ФИЦ КНЦ РАН Ирина Елизарова. – И дело не в точности или мощности приборов, а в самой пробе. Например, при анализе морской воды содержание натрия и хлора «забивает» все остальные элементы. А иногда проба слишком разбавленная, и искомые компоненты не идентифицируются анализатором из-за недостаточной чувствительности спектрометра.

Новая приставка помогает решить эту проблему. Она «убирает» из пробы фоновые вещества, которые мешают анализу, удерживая их на хроматографических колонках, или повышает концентрацию нужного элемента, концентрируя его. Все эти операции происходят автоматически, благодаря программному обеспечению аналитического комплекса: масс-спектрометр плюс система ионного обмена. Задача аналитика – уметь пользоваться этим сложным программным обеспечением, понимать и учитывать все мешающие спектральные факторы, знать химию протекающих химических и плазмо-химических процессов в используемом аналитическом комплексе.

– Раньше, если выяснялось, что проба не годится для анализа масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, то приходилось останавливать анализ, фильтровать, концентрировать, разделять компоненты, – объясняет Ирина Рудольфовна. – Надо понимать, что при каждой дополнительной операции происходит загрязнение пробы, увеличивается риск потери искомого элемента. С полученными данными анализа нужно проводить дополнительные вычисления, чтобы восстановить исходные концентрации. А если мы пытаемся, скажем, определить, сколько в морской воде ртути, ванадия и других аналитов, содержание которых ничтожно, подобные действия могут исказить результат настолько, что результат будет неадекватным. Поскольку программное обеспечение у спектрометра и ионообменной приставки взаимосвязано, они «договариваются» между собой. Если в процессе анализа морской воды спектрометр обнаруживает фоновое вещество, он отдает приставке команду его отделить, при этом анализ пробы будет продолжен без остановки. Если искомое вещество не определяется, приставка по полученным от спектрометра данным о недостатке аналита сконцентрирует пробу. Все действия программно учитываются при выдаче результата, и оператору не придется ничего этого пересчитывать.

Китайские инженеры по собственной инициативе приезжали в Апатиты, чтобы откалибровать приставку и точно настроить согласованную работу всей системы – единственной на сегодня в России.