CZ303957B6 - Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii - Google Patents

Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii Download PDF

Info

Publication number
CZ303957B6
CZ303957B6 CZ20120398A CZ2012398A CZ303957B6 CZ 303957 B6 CZ303957 B6 CZ 303957B6 CZ 20120398 A CZ20120398 A CZ 20120398A CZ 2012398 A CZ2012398 A CZ 2012398A CZ 303957 B6 CZ303957 B6 CZ 303957B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
atomizer
unit
shielding
screening unit
shielding unit
Prior art date
Application number
CZ20120398A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2012398A3 (cs
Inventor
Dedina@Jirí
Musil@Stanislav
D´Ulivo@Alessandro
Original Assignee
Ústav analytické chemie AV CR, v. v. i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav analytické chemie AV CR, v. v. i. filed Critical Ústav analytické chemie AV CR, v. v. i.
Priority to CZ20120398A priority Critical patent/CZ303957B6/cs
Publication of CZ2012398A3 publication Critical patent/CZ2012398A3/cs
Publication of CZ303957B6 publication Critical patent/CZ303957B6/cs

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Resení se týká nové konstrukce dvoukanálové stínicí jednotky (1) tzv. flame-in-gas-shield atomizátoru pouzívaného k atomizaci tekavých specií pro atomovou fluorescencní spektrometrii. Zarízení se skládá z vnitrního dílu (2) stínicí jednotky, stredního dílu (3) stínicí jednotky a vnejsího dílu (4) stínicí jednotky, pricemz prostor mezi vnitrním (2) a stredním dílem (3) stínicí jednotky (1) tvorí vnitrní kanál a prostor mezi stredním (3) a vnejsím dílem (2) stínicí jednotky (1) tvorí vnejsí kanál. Do obou kanálu je samostatnými prívody vhánen stínicí plyn (5, 6), který vytvárí dva koncentrické proudy stínicího plynu kolem mikroplamínku flame-in-gas-shield atomizátoru. Celá sestava stínicí jednotky (1) je tesne nasazena na vertikální kremennou trubici (7) privádející tekavé specie (8) analytu. Výhoda této stínicí jednotky (1) ve srovnání s doposud pouzívanými designy spocívá v minimalizaci rozptylu a redení atomu uvnitr pozorovacího objemu atomizátoru, stejne jako v zabránení pruniku molekulárního kyslíku z okolní atmosféry. To vede ke zlepsení citlivosti a presnosti analytického postupu zalozeného na generování tekavých specií pro AFS.

Description

Dvoukanálová stínící jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescenční spektrometrii
Oblast techniky
Vynález se týká nové konstrukce dvoukanálové stínící jednotky tzv. flame-in-gas-shield atomizátoru (FIGS) používaného k atomizaci těkavých specií pro atomovou fluorescenční spektrometrii (AFS).
Dosavadní stav techniky
Výhody FAS se plně uplatní v případech, kdy analyt je přiváděn do atomizátoru v plynné fázi. K tomu, aby byl analyt z kapalného vzorku selektivně převeden do plynné fáze, se využívá metody generování těkavých specií. Nejznámějšími analyticky užitečnými těkavými speciemi jsou hydridy prvků As, Bi, Ge, Sb, Se, Sn, Pb a Te. Vedle těchto hydridů má velký analytický význam i generování studených par Hg a také generování methylsubstituovaných hydridů a ethylderivátů. Ke konverzi analytu na těkavou specii se v dnešní době prakticky nejčastěji využívá chemické redukce tetrahydroboratem v kyselém prostředí [J. Dědina a D. L. Tsalev: Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry, Wiley, Chichester, 1995],
Aby mohl být analyt v plynné fázi detekován metodou AFS, je třeba, aby byl v atomizátoru převeden na volné atomy stanovovacího prvku. V současnosti se k atomizaci těkavých specií u všech komerčně dostupných AFS přístrojů využívá výhradně miniaturní difúzní plamen (MDF). V MDF jsou těkavé specie atomizovány interakcí s vysoce energetickými vodíkovými radikály (H radikály) [J. Dědina, Spectrochim. Acta, Part B, 62, 846-872 (2007)].
Základem konstrukce MDF atomizátoru je vertikální křemenná trubice o vnitřním průměru obvykle mezi 3 a 8 mm, která slouží jako hořák směsi argonu a vodíku, které jsou přiváděny do atomizátoru společně s těkavou specií stanovovaného prvku. Maximální teploty (přibližně 1300 °C je dosaženo ve vnějších částech plamene, kde reaguje vzdušný kyslík s přiváděným vodíkem. Touto reakcí se tvoří H radikály, které následně difundují do vnitřních chladnějších zón plamene. Mimo horkou zónu plamene H radikály, a tedy i volné atomy analytu, zanikají rekombinačními reakcemi s molekulárním kyslíkem. Přístupu molekulárního kyslíku do vnitřních partií plamene z vnější atmosféry brání vnější horké partie plamene, kdeje kyslík spotřebováván reakcí s vodíkem. Citlivost MDF je ovlivněna hlavně průtokem směsi argonu s vodíkem a obsahem vodíku v této směsi. Typické průtoky se pohybují mezi 100 až 300 ml min“1 vodíku a 300 až 700 ml min 1 argonu. Nevýhodou MDF je značný šum plamene, který negativně ovlivňuje meze detekce.
Dále byl pro atomizaci v AFS navržen FIGS atomizátor [J. Dědina a A DTJlivo, Spectrochim. Acta, Part B, 52, 1737-1746 (1997)]. Jádro tohoto atomizátoru je totožné s MDF atomizátorem, ale FIGS navíc používá stínící jednotku, která je nasazena na vertikální křemennou trubici. Stínící jednotka vytváří koncentrický proud argonu (kolem 2 1 min“1) chránící analytickou zónu před kyslíkem z okolní atmosféry. H radikály nezbytné pro atomizaci analytu jsou produkovány v mikroplamínku, který hoří na konci centrované křemenné kapiláry o světlosti 0.53 mm, do které je přiváděno 2 až 15 ml min“1 kyslíku. FIGS atomizátor nabízí ve srovnání s MDF vyšší citlivost a hlavně podstatně nižší šum atomizátoru, což vede k řádovému zlepšení mezí detekce. Dále bylo zjištěno, že kvalita stínění má velký vliv na funkci atomizátoru. V případě nekvalitního stínění dochází vinou lokálních turbulencí ve stínícím proudu argonu k průniku molekulárního kyslíku z okolní atmosféry, což má za důsledek odumírání volných atomů analytu rekombinačními reakcemi. Kromě toho způsobují tyto lokální turbulence rozptyl volných atomů analytu. Obojí má negativní vliv na citlivost a přesnost stanovení analytu. Z tohoto důvodu je dokonalé stínění mikroplamínku podstatné pro fungování FIGS atomizátoru. Pro optimální stínění je třeba vytvořit laminámí a přitom dostatečně široký ochranný proud stínícího plynu. Doposud bylo toto
- 1 CZ 303957 B6 stínění v literatuře popsáno dvěma způsoby [A. DOlivo a J. Dědina, Spectrochim. Acta, Part B, 51,481-498 (1996); J. Dědina a A. D'Ulivo, Spectrochim. Acta, Part B, 52, 1737-1746 (1997)].
Podstata vynálezu
Uvedené negativní vlivy nedokonalého stínění mikroplamínku FIGS atomizátoru na citlivost a přesnost stanovení analytu jsou odstraněny novou dvoukanálovou konstrukcí stínící jednotky atomizátoru v koncentrickém uspořádání. Zařízení podle vynálezu obsahuje tyto komponenty: vnitřní díl stínící jednotky, střední díl stínící jednotky, vnější díl stínící jednotky, přívod vnitřního stínícího plynu a přívod vnějšího stínícího plynu. Prostor mezi vnitřním a středním dílem stínící jednotky tvoří vnitřní kanál, prostor mezi středním a vnějším dílem stínící jednotky tvoří vnější kanál. Do každého kanálu je přiváděn proud stínícího plynu samostatným přívodem.
Celá sestava stínící jednotky může být vytvořena z jednoho kompaktního dílu neboje vyrobena ze samostatných dílů, kdy spojení vnitřního, středního a vnějšího dílu stínící jednotky je realizováno šroubovým spojením či pomocí těsnicích mezikroužků. Sestava vnitřního dílu stínící jednotky (vnitřní průměr 3 ažlO mm, tloušťka stěny 0,3 až 2 mm), středního dílu stínící jednotky (vnitřní průměr 11 až 15 mm, tloušťka stěny 0,3 až 2 mm) a vnějšího dílu stínící jednotky (vnitřní průměr 16 až 25 mm, tloušťka stěny 0,3 až 2 mm) může být vyrobena ze skla, výhodně z křemenného skla, nebo z kovu (např. mědi) či slitiny kovů (např. mosazi).
Stínící jednotka atomizátoru je těsně nasazena na vertikální křemennou trubici atomizátoru tak, aby mezera mezi vnějším povrchem vertikální křemenné trubice a vnitřním povrchem vnitřního dílu stínící jednotky byla co nejnižší. K atomizaci těkavých specií dochází nad vrcholem kapiláry, která prochází středem vertikální trubice atomizátoru. Podstata konstrukce zařízení spočívá v tom, že stínící jednotka s dvěma koncentrickými kanály, do nichž je samostatnými přívody vháněn stínící plyn, vytváří dva koncentrické proudy stínícího plynu kolem atomizátoru. Jako stínící plyn přiváděný do stínící jednotky slouží inertní plyn, např. argon, helium nebo dusík.
Výhoda této dvoukanálové stínící jednotky ve srovnání s doposud používanými designy spočívá v tom, že průtoky stínícího plynu do obou přívodů stínícího plynu mohou být nezávisle optimalizovány a že může být potlačen vznik lokálních turbulencí v koncentrických proudech stínícího plynu kolem atomizátoru. Následkem toho je rozptyl a ředění atomů uvnitř pozorovacího objemu FIGS atomizátoru minimalizován, stejně jako průnik molekulárního kyslíku z okolní atmosféry. Oba tyto faktory vedou ke zlepšení citlivosti a přesnosti analytického postupu založeného na generování těkavých specií pro AFS.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Schéma provedení dvoukanálové stínící jednotky FIGS atomizátoru pro AFS a horní pohled jsou znázorněny na obr. 1.
Stínící jednotka i se skládá ze tří samostatných mosazných dílů, které jsou vzájemně spojeny šroubovým spojením. Vnitřní díl 2 stínící jednotky má délku 59,1 mm, vnitřní průměr 8,7 mm a vnější průměr 10,1 mm. Střední díl 3 stínící jednotky má délku 60,7 mm, vnitřní průměr 14,9 mm a vnější průměr 16 mm a je ve spodní části šroubovým spojením upevněn k vnitřnímu dílu 2 stínící jednotky. Vnější díl 4 stínící jednotky má délku 48,8 mm, vnitřní průměr 20,8 mm a vnější průměr 22,2 mm a je stejným způsobem napojen na střední díl 3 stínící jednotky. Střední díl 3 stínící jednotky a vnější díl 4 stínící jednotky jsou ve spodní části opatřeny samostatnými přívody stínícího plynu. Přívod 5 vnitřního stínícího plynu s délkou 15,0 mm, vnitřním průměrem 2,6 mm . 2 .
a vnějším průměrem 4,2 mm je propojen se středním dílem 3 stínící jednotky a přívod 6 vnějšího stínícího plynu s délkou 15,0 mm, vnitřním průměrem 2,6 mm a vnějším průměrem 4,2 mm je propojen s vnějším dílem 4 stínící jednotky.
Jádro FIGS atomizátoru tvoří vertikální trubice 7 atomizátoru s vnitřním průměrem 6,0 mm a vnějším průměrem 8,6 mm, která je vyrobena z křemenného skla a ve spodní části opatřená přívodem 8 o délce 29,0 mm, vnitřním průměru 1,7 mm a vnějším průměrem 3,2 mm. Středem vertikální trubice 7 atomizátoru prochází křemenná kapilára 9 o světlosti 0,53 mm, která je utěsněna ve spodní části vertikální trubice 7 atomizátoru plastovou ucpávkou J_0. Poloha konce kapiláry 9 je libovolně nastavitelná. Na horní část vertikální trubice 7 atomizátoru je těsně nasazena stínící jednotka i, resp. vnitřní díl 2 stínící jednotky, který těsně obklopuje vertikální trubici 7 atomizátoru, avšak končí 5 mm od jejího horního okraje. Horní okraje středního dílu 3 stínící jednotky a vnějšího dílu 4 stínící jednotky jsou zarovnány s horním okrajem vertikální trubice 7 atomizátoru.
Funkce zařízení; Těkavé specie analytu jsou proudem směsi argonu a vodíku (500 ml min-1 a 300 ml min”1) přiváděny přívodem 8 analytu do vertikální trubice 7 atomizátoru. Přívodem 11 kyslíku je do kapiláry 9 vháněn kyslík (5 ml min”1), takže na konci kapiláry 9 hoří mikroplamínek, v kterém vznikají reakcemi kyslíku s vodíkem H radikály potřebné pro atomizaci těkavé specie analytu. Pro optimální stínění tohoto mikroplamínku je do vnitřního kanálu mezi vnitřním dílem 2 stínící jednotky a středním dílem 3 stínící jednotky a do vnějšího kanálu mezi středním dílem 3 stínící jednotky a vnějším dílem 4 stínící jednotky vháněn přívodem 5 vnitřního stínícího plynu a přívodem 6 vnějšího stínícího plynu stínící plyn argon s průtokem 1,5 1 min’1 do obou přívod. Stínící jednotka i tak vytváří dva koncentrické proudy stínícího plynu argonu kolem mikroplamínku na konci kapiláry 9.
V předběžných experimentech byla výše popsaná dvoukanálová stínící jednotka FIGS atomizátoru testována pro použití ve speciační analýze arsenu založené na selektivním generování různě methylsubstituovaných arsanů, záchytu v kryogenní pasti a detekci AFS. Bylo zjištěno, že všechny různě methylsubstituované arsany jsou v tomto atomizátoru atomizovány se stejnou účinností a dosažené citlivosti jsou přibližně třikrát vyšší než u standardního MDF atomizátoru. Zároveň příspěvek šumu FIGS atomizátoru byl shledán nevýznamný vzhledem k šumu základní linie AFS přístroje, což je další příznivá vlastnost oproti MDF atomizátoru.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle vynálezu, dvoukanálová stínící jednotka atomizátoru pro AFS, lze použít pro efektivní stínění před vzdušným kyslíkem ve FIGS atomizátoru. S touto konstrukcí atomizátoru lze dosáhnout vyšší odezvy analytu v AFS a výrazně nižších šumů základní linie, což má velmi příznivý dopad na hodnoty mezí detekce. Výše popsaný FIGS atomizátor jako celek je použitelný pro stanovení všech analyticky užitečných prvků tvořících těkavé specie, zejména hydridů a methylsubstituovaných hydridů, ve všech typech vzorků, např. klinických, potravinářských, životního prostředí a průmyslových. Zejména se toto zařízení může stát důležitou komponentou průmyslově vyráběných systémů využívající separaci jednotlivých specií prvků s následnou detekcí metodou AFS, např. pro speciační analýzu arsenu.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Dvoukanálová stínící jednotka (1) atomizátoru pro atomovou fluorescenční spektrometrii, vyznačující se tím, že obsahuje vnitřní díl (2) stínící jednotky, střední díl (3) stínící jednotky, vnější díl (4) stínící jednotky, přívod (5) vnitřního stínícího plynu a přívod (6) vnějšího stínícího plynu, přičemž prostor mezi vnitřním dílem (2) stínící jednotky a středním dílem (3) stínící jednotky tvoří vnitřní kanál, prostor mezi středním dílem (3) stínící jednotky a vnějším dílem stíníc i jednotky (4) tvoří vnější kanál.
2. Dvoukanálová stínící jednotka (1) atomizátoru pro atomovou fluorescenční spektrometrii podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní díl (2) stínící jednotky, střední díl (3) stínící jednotky a vnější díl (4) stínící jednotky jsou vyrobené ze skla, nebo z kovu či slitiny kovů, výhodně z křemenného skla, mědi nebo mosazi.
3. Dvoukanálová stínící jednotka (1) atomizátoru pro atomovou fluorescenční spektrometrii podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že může být realizována z jednoho dílu nebo ze samostatných dílů, kdy spojení vnitřního dílu (2) stínící jednotky, středního dílu (3) stínící jednotky a vnějšího dílu (4) stínící jednotky je realizováno šroubovým spojením či pomocí těsnicích mezikroužků.
4. Dvoukanálová stínící jednotka (1) atomizátoru pro atomovou fluorescenční spektrometrii podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jako stínící plyn přiváděný do obou kanálů stínící jednotky (1) pomocí přívodu (5) vnitřního stínícího plynu a přívodu (6) vnějšího stínícího plynuje použit argon, helium či dusík.
CZ20120398A 2012-06-14 2012-06-14 Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii CZ303957B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20120398A CZ303957B6 (cs) 2012-06-14 2012-06-14 Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20120398A CZ303957B6 (cs) 2012-06-14 2012-06-14 Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2012398A3 CZ2012398A3 (cs) 2013-07-10
CZ303957B6 true CZ303957B6 (cs) 2013-07-10

Family

ID=48742009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20120398A CZ303957B6 (cs) 2012-06-14 2012-06-14 Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303957B6 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04302526A (ja) * 1990-12-12 1992-10-26 Texas Instr Inc <Ti> 出力バッファ
JPH07327209A (ja) * 1994-04-07 1995-12-12 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 動きベクトル検出方法
CZ302756B6 (cs) * 2005-05-13 2011-10-19 Ústav analytické chemie AV CR Modulární konstrukce atomizátoru hydridu pro atomovou absorpcní spektrometrii

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04302526A (ja) * 1990-12-12 1992-10-26 Texas Instr Inc <Ti> 出力バッファ
JPH07327209A (ja) * 1994-04-07 1995-12-12 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 動きベクトル検出方法
CZ302756B6 (cs) * 2005-05-13 2011-10-19 Ústav analytické chemie AV CR Modulární konstrukce atomizátoru hydridu pro atomovou absorpcní spektrometrii

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2012398A3 (cs) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hilkert et al. Isotope ratio monitoring gas chromatography/mass spectrometry of D/H by high temperature conversion isotope ratio mass spectrometry
Steuer et al. Development and validation of an ultra‐fast and sensitive microflow liquid chromatography‐tandem mass spectrometry (MFLC‐MS/MS) method for quantification of LSD and its metabolites in plasma and application to a controlled LSD administration study in humans
IN2014MN02008A (cs)
WO2010048548A3 (en) Gas chromatograph-combustion system and methods for mass spectrometry
CN102183610A (zh) 7n电子级超纯氨的分析方法
CN104713938B (zh) 一种连续监测催化还原硝基苯反应的在线分析系统及方法
Khalkho et al. A simple and convenient dry-state SEIRS method for glutathione detection based on citrate functionalized silver nanoparticles in human biological fluids
CN105548327A (zh) 一种提高离子迁移谱灵敏度的快速检测方法
CZ303957B6 (cs) Dvoukanálová stínicí jednotka atomizátoru pro atomovou fluorescencní spektrometrii
CN102788861A (zh) 一种水体中11种氯苯类化合物的静态顶空气相色谱电子捕获检测方法
US8084000B2 (en) Dopant delivery system for use in ion mobility and ion trap mobility spectrometry
CN105974021B (zh) 检测非法添加丙氧基艾地那非的方法
CN107490641A (zh) 一种气相色谱‑串联质谱法测定电子烟烟液中9种次要生物碱的方法
US7141211B2 (en) System for determining total sulfur content
Griffith FT‐IR Measurements of Atmospheric Trace Gases and their Fluxes
D'Ulivo et al. The relation of double peaks, observed in quartz hydride atomizers, to the fate of free analyte atoms in the determination of arsenic and selenium by atomic absorption spectrometry
GB2304189A (en) Preparing samples for analysis
Liang et al. A novel hydride generation spectral method for trace Se based on resonance Rayleigh scattering of Cu 2 O–Se nanoparticles
RU174543U1 (ru) Фотоионизационный детектор газов
CN105136698A (zh) 一种可挥发化合物的测定方法及装置
Zhang et al. Research and evaluation of surface enhanced Raman spectroscopy in the rapid determination of melamine in liquid milk.
CN112782293B (zh) 一种可可粉中掺杂可可壳的定量检测方法
JP2005201687A (ja) ガスクロマトグラフ用炎光光度検出器
Sun et al. Stable silicon isotope analysis on nanomole quantities using MC-ICP-MS with a hexapole gas-collision cell
CN109725082A (zh) 一种正硅酸乙酯纯度的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20180614