DE112020005611T5

DE112020005611T5 - Automatisiertes System zum Online-Erfassen organischer molekularer Verunreinigungen in Chemikalien mit Halbleiterqualität

Info

Publication number: DE112020005611T5
Application number: DE112020005611.2T
Authority: DE
Inventors: Alexander Lang; Brianna Dufek; Daniel Wiederin
Original assignee: Elemental Scientific Inc
Current assignee: Elemental Scientific Inc
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2022-09-01
Also published as: CN114846577A; TW202141565A; US20210181165A1; JP2023509363A; KR20220116177A; WO2021127169A1

Abstract

Eine Ausführungsform eines Analysesystems kann ein anfängliches Mehrwegeventil, mindestens ein zwischengeschaltetes Mehrwegeventil, ein weiteres Mehrwegeventil und ein Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-MS) umfassen. Das anfängliche Mehrwegeventil kann ausgelegt sein, eine Probe zu empfangen. Das mindestens eine zwischengeschaltete Mehrwegeventil kann strömungstechnisch mit dem anfänglichen Mehrwegeventil verbunden und ausgelegt sein, die Probe von dem anfänglichen Mehrwegeventil zu empfangen. Ein jeweiliges zwischengeschaltetes Mehrwegeventil kann eine zugehörige Ionenaustauschersäule aufweisen. Das jeweilige zwischengeschaltete Mehrwegeventil kann ausgelegt sein, wahlweise die Probe entweder durch die zugehörige Ionenaustauschersäule zu leiten (in einem Speziationsmodus) oder die Probe so zu leiten, dass die Ionenaustauschersäule umgangen wird (in einem Infusionsmodus). Das weitere zwischengeschaltete Mehrwegeventil kann strömungstechnisch mit dem mindestens einen zwischengeschalteten Mehrwegeventil verbunden und ausgelegt sein, die Probe von dort zu empfangen. Das Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-MS) kann strömungstechnisch mit dem weiteren Mehrwegeventil verbunden sein.

Description

VERBUNDENE PATENTANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Inlandspriorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/949,411 , eingereicht am 17. Dezember 2019, mit dem Titel „AUTOMATED SYSTEM FOR ONLINE DETECTION OF ORGANIC MOLECULAR IMPURITIES IN SEMICONDUCTOR GRADE CHEMICALS“.
HINTERGRUND
Probenzufuhrsysteme können benutzt werden, um die Flüssigkeitsproben in verschiedene Analyseeinrichtungen wie eine ICP-Spektroskopieeinrichtung (z. B. ein induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer [ICP/ICP-MS], ein induktiv gekoppeltes Plasma-Atomemissionsspektrometer [ICP-AES] oder dergleichen), ein Flugzeit-(TOF)-Massenspektrometer, ein Triple-Quad-(QQQ)-Massenspektrometer oder andere Arten von Probendetektoren oder Analysevorrichtungen zur Analyse einzuführen. Zum Beispiel kann ein Probenzufuhrsystem eine Teilprobe einer Flüssigkeitsprobe aus einem Behälter abziehen und anschließend die Teilprobe zu einem Zerstäuber transportieren, der die Teilprobe in ein polydisperses Aerosol umwandelt, das zur Ionisierung im Plasma durch die ICP-Spektroskopieeinrichtung geeignet ist. Das Aerosol wird dann in einer Sprühkammer sortiert, um die größeren Aerosolpartikel zu entfernen. Nach dem Verlassen der Sprühkammer wird das Aerosol durch eine Plasmabrennerbaugruppe der ICP-MS- oder ICP-AES-Einrichtung zur Analyse in das Plasma zugeführt.
Figurenliste
Die genaue Beschreibung nimmt Bezug auf die begleitende Zeichnung. Alle in der begleitenden Zeichnung enthaltenen Maße sind nur beispielhaft vorgesehen und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine schematische Ansicht eines Analysesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Vorderansicht einer zentralen Analyseeinheit des Analysesystems von 1.
3 ist eine schematische Teilansicht eines Analysesystems, das wahlweise in einem Infusionsmodus oder einem Speziationsmodus benutzt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine Datentabelle, welche die prozentuale Übertragungsausbeute von mit fünf Teilen pro Milliarde (5 ppb) gespiketer Probe angibt, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine Datentabelle, die semi-quantitative experimentelle Ergebnisse von Phthalaten angibt, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 ist ein Datendiagramm mit prozentualen Zählwerten über der Zeit für die Speziationsmodus-Erfassung von Phthalatweichmachern in Isopropylalkohol (IPA), durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 ist eine Reihe von Datendiagrammen für die Speziationsmodus-Erfassung von Sub-ppb-Phthalat, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8 ist ein Satz von Vergleichsdiagrammen, welche die Ergebnisse mit offener und geschlossener Gasleitung zum Referenzzerstäuber angeben, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 ist ein Diagramm von Zählwerten über der Erfassungszeit, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
10 ist ein Diagramm von m/z und einer Differenz bezüglich eines Basislinienwerts für zwei verschiedene Qualitäten von 10-prozentiger Schwefelsäure (H₂SO₄), durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
11 bis 14 sind eine Reihe von schematischen Diagrammen, die ein Analysesystem darstellen, das ausgelegt ist, eine Autodilution und/oder ein Autospiken zu erreichen, während der Probe sowohl Referenz-Ionen als auch Verbindungskalibrierungsionen zugegeben werden und ermöglicht wird, dass dieselbe Probe durch einen einzigen Zerstäuber injiziert wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
15 ist eine Datentabelle, welche die Empfindlichkeit nach unter Verwendung von TOF-MS analysiertem Chemikalientyp zeigt, durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
16 ist eine Datentabelle, welche die Empfindlichkeit nach unter Verwendung von QQQ-MS analysiertem Chemikalientyp zeigt.
17 ist eine Datentabelle und ein Diagramm für den Matrixeffekt in Isopropylalkohol (IPA), durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
18 ist eine Datentabelle und ein Diagramm für die Matrixunterdrückung in Wasser (H₂O), durchgeführt unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
19 ist eine Datentabelle für Matrixeffekte für eine Reihe von mit einem TOF-MS analysierten Chemikalien unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Aspekte der Offenbarung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die einen Teil hiervon bilden und die beispielhafte Merkmale zur Veranschaulichung zeigen, ausführlicher beschrieben. Die Merkmale können jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hierin dargelegten Kombinationen beschränkt sind; vielmehr sind diese Kombinationen vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Umfang vollständig vermittelt.
Übersicht
Die Bestimmung von Spurenelementkonzentrationen oder -mengen in einer Probe kann eine Angabe über die Reinheit der Probe oder die Eignung der Probe zur Verwendung als Reagens, reaktive Komponente oder dergleichen vorsehen. Zum Beispiel können in bestimmten Produktions- oder Herstellungsverfahren (z. B. Halbleiterfertigung, pharmazeutischer Verarbeitung usw.) die Toleranzen für Verunreinigungen sehr strikt sein, beispielsweise in der Größenordnung von Bruchteilen von Teilen pro Milliarde (ppb) liegen. Beispielsweise können Halbleiterverfahren die Erfassung organischer molekularer Verunreinigungen in Prozesschemikalien erfordern. Werden Verunreinigungen in solchen Prozesschemikalien nicht erfasst, kann dies die Qualität des Prozesses beeinträchtigen und möglicherweise sogar einen Halbleiterwafer unbrauchbar machen.
Verschiedene Arten organischer molekularer Verunreinigungen können die Halbleiterverarbeitung nachteilig beeinflussen. Weichmacher wie Dibutylphthalat und Dioctylphthalat können das Wachstum von Siliziumdioxid verlangsamen. Organophosphate können unbeabsichtigtes Doping verursachen. Amine können durch Licht erzeugte Säuren neutralisieren. Antioxidantien wie butyliertes Hydroxytoluol und butyliertes Hydroxyanisol können Gate-Oxid-Konstrukte auf einem Wafer abbauen. Tenside wie Cetrimoniumbromid und Natriumdodecylsulfat können Wafern Hydrophilie verleihen.
Ferner gilt es in der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) als bewährte Praxis, flüchtige Additive zu verwenden. Es hat sich gezeigt, dass nichtflüchtige Additive Salze in der Ionenquelle ausfällen und das Signal unterdrücken. Schlimmer noch ist, dass anorganische Säuren korrosiv auf die Edelstahlkomponenten wirken können, die üblicherweise bei der LC-MS-Probenionisierung zu finden sind. Ferner gelten hohe Konzentrationen von Mineralsäuren gemeinhin als unverträglich mit der Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (ESI-MS), da sie nicht flüchtig sind und die Probenzufuhrteile beschädigen können. Durch selektives Entfernen der Anionen der Mineralsäuren können andere Bestandteile der Matrix analysiert werden. Diese Überlegungen haben zu Verfahren zur Entfernung von Sulfat aus einer Probe geführt, einschließlich der Verwendung von Anionenaustauschchromatographie für einen solchen Zweck. Die Entfernung der Sulfate kann die Fähigkeit des Systems verbessern, organische Additive zu erfassen.
Dementsprechend richtet sich die vorliegende Offenbarung auf Systeme und Verfahren zum automatisierten Online-Erfassen organischer molekularer Verunreinigungen in einer chemischen Probe, wie etwa einer Probe von Chemikalien mit Halbleiterqualität.
Das vorliegende System kann ein oder mehrere entfernte Probennahme- und Aufbereitungsmodule verwenden, die eine pneumatische Übertragung zu einer zentralen Erfassungsvorrichtung wie z. B. einem Massenspektrometer oder dergleichen nutzen, die in der Lage ist, Verunreinigungen mit organischen Analyten in einer Probe durch die Erzeugung und die Erfassung von Molekülionen oder Molekülionenfragmenten von einer oder mehreren der Verunreinigungen zu erfassen. In Ausführungsformen ist die Ionenquelle ein Elektrospray, und die Erfassungsvorrichtung umfasst ein Massenspektrometer (MS), wie etwa ein Flugzeit-(TOF)-Massenspektrometer oder eine Dreifach-Quadrupol-Massenspektrometrieeinrichtung (auch Triple-Quad-, QQQ-Massenspektrometer). In einer Ausführungsform kann das vorliegende System eine Gaschromatographie-Massenspektrometrie-(GC-MS)-Analyseeinheit verwenden (z. B. allein oder in Verbindung mit anderen Analyseeinheiten). Die ein oder mehreren entfernten Probennahme- und Aufbereitungsmodule können an verschiedenen Probennahmestellen in der Produktionsanlage platziert sein, und es können nacheinander Proben genommen und analysiert werden oder es kann nach dem Zufallsprinzip zugegriffen werden. In einer Ausführungsform können von bis zu 40 entfernten Probennahmestellen Proben genommen und unter Verwendung einer zentralen Analyseeinheit analysiert werden. In einer Ausführungsform kann eine Waschlösung auf organischer Basis verwendet werden (z. B. in den Leitungen und/oder etwaigen Säulen), da organische Lösungsmittel (Methanol, Isopropylalkohol usw.) dazu neigen, organische Verbindungen besser zu lösen als Wasser. Organische Verbindungen sind im Allgemeinen verhältnismäßig unpolar, sodass sie mit geringerer Wahrscheinlichkeit in Wasser löslich sind.
In Ausführungsformen kann das System in mindestens zwei Modi arbeiten. Beispielsweise infundiert das System in einem ersten Modus die Probe ohne vorherige chromatographische Trennung von der Probenmatrix oder anderen Verunreinigungen von dem Analyten direkt in die Ionenquelle. In einer Ausführungsform ist der Infusionsmodus ein Hochgeschwindigkeitsverfahren, das für die direkte Analyse einer jeweiligen Chemikalie verwendet werden kann. Beispielsweise kann der Infusionsmodus eine Flugzeit-Verunreinigungsidentifikation durch ein genaues m/z (Masse-Ladungs-Verhältnis) oder eine QQQ-Verunreinigungsidentifikation durch ein genaues m/z und eine Fragmentierung verwenden.
Im zweiten Modus oder Speziationsmodus wird der Analyt zunächst teilweise oder vollständig von der Probenmatrix oder anderen Probenbestandteilen unter Verwendung von Chromatographie getrennt. In einer Ausführungsform kann der Speziationsmodus eine chemische Zusammensetzung durch eine Kombination einer Retentionszeit über Chromatographie (d. h. Verweildauer in einer Ionenaustauschersäule) und einer genauen m/z-Messung über TOF-MS bestätigen, und zwar mit sehr niedrigen Erfassungsgrenzwerten. In einer Ausführungsform kann der Speziationsmodus zur Beseitigung der matrixinduzierten Unterdrückung führen. In Ausführungsformen kann die Speziation mehrerer organischer Verunreinigungen ein vollständig automatisiertes Überwachungssystem für organische Verunreinigungen ermöglichen und eine Überwachung nahezu in Echtzeit für jede Chemikalie leisten. In Ausführungsformen kann die Speziation für die meisten organischen Verunreinigungen Erfassungsgrenzwerte im Sub-ppb-Bereich (ppb: parts-per-billion, dt. Teile pro Milliarde) erzielen. In Ausführungsformen erfolgt die Auswahl der Sekundäranalyse im Speziationsmodus auf Grundlage von Anfangsdaten aus der Infusionsmodusanalyse. In Ausführungsformen kann das System unter Verwendung eines Standard-Additionsverfahrens kalibriert werden. Das System kann über eine externe Kalibrierung mit Offset-Faktoren kalibriert werden, um die Empfindlichkeit der infundierten Probe zu berücksichtigen.
In Ausführungsformen kann jede der entfernten Proben zu einer Vielzahl von Massenspektrometern geleitet werden, um ergänzende Informationen bereitzustellen, wie z. B. die Erfassung eines oder mehrerer bekannter Analyten unter Verwendung von TOF-MS und die Identifkation eines beliebigen unbekannten Analyten unter Verwendung von QQQ-MS.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung die Fern-Probenaufbereitung, Systemkomponentenmaterialien und/oder Verfahren zum Systemwaschen. In einer Ausführungsform kann das vorliegende System so ausgelegt sein, dass es mehrere entfernte Probennahmestellen (z. B. bis zu 40) umfasst, um viele Chemikalien mit einem einzigen Massenspektrometer zu überwachen. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere Übertragungsleitungen aus bestimmten Materialien verwendet werden, z. B. ein Fluorpolymerrohr zum Testen auf metallische Bestandteile oder ein PEEK- (Polyetheretherketon) oder ein Quarzglasrohr zum Testen auf organische Stoffen, wodurch mögliche nachteilige Auswirkungen des Materials der Übertragungsleitung auf Tests auf eine bestimmte Materialklasse minimiert werden. In einer Ausführungsform kann ein organisches Waschen (z. B. Methanol, Isopropylalkohol usw.) der Übertragungs- und/oder Zentralleitungen und/oder eventueller Reinigungssäulen verwendet werden, da organische Lösungsmittel dazu neigen, organische Verbindungen besser zu lösen als Wasser. In einer Ausführungsform kann das vorliegende System die Ionisationsunterdrückung in Mineralsäuren abschwächen und dadurch die Erfassung organischer Verunreinigungen bei der Online-Überwachung verbessern. In einer Ausführungsform kann das vorliegende System zum automatischen Waschen von pneumatischen Übertragungsleitungen nach der Chemikalienübertragung ausgelegt sein, um eine Kreuzkontamination zu verhindern. Die dem vorliegenden System zugehörigen Verbindungen können entfernte Einheiten anbinden, die 300 Meter (m) oder mehr von dem zentralen Analysator des Systems entfernt sind.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung Software, die in Verbindung mit dem vorliegenden System implementiert ist. In einer Ausführungsform kann die Software m/z-Daten (Masse-Ladungs-Verhältnis) für organische Stoffe importieren (z. B. sowohl erwartete als auch unerwartete Bestandteile und/oder Verunreinigungen), wodurch das Testen auf eine größere Bandbreite von Materialien/Bestandteilen ermöglicht wird. Die Massenspektrometrieeinrichtung kann nur Ionen und keine Verbindungen mit neutraler Ladung erfassen. Das m/z bezieht sich auf die beobachtete Ionenmasse für eine bestimmte Verbindung und den damit verbundenen Ladungsträger. Beispielsweise kann C₃H₉N von der Einrichtung als (C₃H₉N)H+ bei +60,0808 beobachtet werden, da die Verbindung (zusammen mit dem H) eine Masse von 60,0808 und eine Ladung von +1 aufweist. In einer Ausführungsform kann die m/z-Erfassung dazu verwendet werden, zuvor nicht beobachtete Verbindungen zu lokalisieren und dadurch solche Verbindungen automatisch zu erfassen. In einer Ausführungsform kann die Software so ausgelegt sein, dass sie auf Grundlage hochauflösender Massenspektrometrie (±0,0001 amu) automatisch eine chemische Formel zuweist und so die Identifizierung unbekannter Verunreinigungen ermöglicht.
In einer Ausführungsform kann die Software programmiert und anderweitig ausgelegt sein, gleichzeitig mehrere organische Verunreinigungen und/oder Bestandteile zu erfassen. In einer Ausführungsform kann die Software so ausgelegt sein, dass sie einen semi-quantitativen Test (z. B. eine Schätzung) für unbekannte Verunreinigungen durchführt. In einer Ausführungsform kann die Software so ausgelegt sein, dass sie einen oder mehrere beispielsweise unbekannte organische Bestandteile (z. B. nach Formel) in eine bestimmte Klasse einordnet und mit einer Verbindung derselben Klasse vergleicht. In einer Ausführungsform kann die Software für eine semi-quantitative Kalibrierung für unbekannte Verunreinigungen programmiert und ausgelegt sein, wobei eine hochauflösende m/z-Formel verwendet wird, um die Verbindung in eine Klasse einzuordnen, da Verbindungen in einer Klasse (z. B. Amine) dazu neigen, ein ähnliches Ionisationspotential aufzuweisen. In einer Ausführungsform kann die Software so ausgelegt sein, dass sie unbekannte Verbindungen als eine prozentuale Abweichung von der Basislinie ausdrückt, beispielsweise mit der Erfassung einer unkalibrierten organischen Verunreinigung und der Angabe einer semi-quantitativen Intensität davon durch eine Abweichung von einer vorherigen Basislinie.
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung können sich auf die implementierte Software beziehen. In einer Ausführungsform kann die Software so ausgelegt sein, dass die Polarität berücksichtigt wird (z. B. um Tests auf metallische und/oder organische Stoffe zu ermöglichen). In einer Ausführungsform kann die Software für den zentralen Analysator so programmiert und ausgelegt sein, dass sie automatisch eine jeweilige Übertragungsleitung für organische Verunreinigungen oder metallische Verunreinigungen auswählt (z. B. Senden eines Teils an ein organisches MS und eines anderen Teils an ein ICPMS zur Metallerfassung und Partikelerfassung). In einer Ausführungsform kann die Software automatisch bestimmen, ob die Verunreinigung bekannt ist (zuvor beobachtet wurde) oder eine neue Verunreinigung ist, und ferner optional automatisch jede neu beobachtete und identifizierte Verunreinigung/jedes neu beobachtete und identifizierte Material zu einer jeweiligen Datenbank oder Bibliothek hinzufügen.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung die Autokalibrierung und/oder Autodilution (Autoverdünnung) an dem zentralen Analysator des vorliegenden Systems. In einer Ausführungsform ist der zentrale Analysator ausgelegt, organische Verbindungen gleichzeitig unter Verwendung einer Inline-Spritzenverdünnung für Elektrospray-Massenspektrometer automatisch zu kalibrieren. In einer Ausführungsform kann eine automatische externe Kalibrierung verwendet werden, beispielsweise mit einer Inline-Spritzenverdünnung. In einer Ausführungsform können Metalle und organische Stoffe mit dem gleichen Probennahmesystem analysiert werden. In einer Ausführungsform kann die gleichzeitige Erfassung von organischen und metallischen Verunreinigungen durch automatische Probennahme an zwei verschiedenen Massenspektrometern (z. B. als Teil des zentralen Analysators) erfolgen. In einer Ausführungsform kann eine jeweilige Probe unter Verwendung von Fließinjektion verdünnt werden (z. B. 4 µL Verdünnung mit Träger). In einer Ausführungsform kann der zentrale Analysator so ausgelegt sein, dass er eine Probe unter Verwendung eines Standard-Additionsverfahrens (MSA) automatisch mit einem Standard versetzt (Auto-Spiking), um unterschiedliche chemische Matrices zu kompensieren. In einer Ausführungsform kann der zentrale Analysator so ausgelegt sein, dass er eine Probe, bei der ein oder mehrere Analyten außerhalb eines vorgesehenen Bereichs sind, automatisch z. B. mit Wasser, Methanol, IPA (Isopropylalkohol) oder einer anderen Chemikalie versetzen, sodass die Probe in den vorgesehenen Bereich fällt. In einer Ausführungsform kann ein entferntes Probenaufbereitungssystem zum Aufrechterhalten der Empfindlichkeit und Transporteffizienz verwendet werden, beispielsweise durch Verdünnen der Probe an der entfernten Stelle mit Wasser oder einer anderen Chemikalie (z. B. um 10 Volumenprozent), um die Übertragung und die Rückgewinnung organischer Verunreinigungen zu verbessern. In einer Ausführungsform kann das vorliegende System zum Auto-Spiken von genauen Referenz-Massenkorrekturkalibrierungsstandards in Proben und Empfindlichkeitsstandards für die Kalibrierung der analytischen Reaktion (Empfindlichkeit) jeder Verbindung ausgelegt sein. In einer Ausführungsform kann ein solcher Schritt unter Verwendung eines Zerstäubers sowohl für die Probe als auch für die Einführung des Massenkalibrierungsstandards umgesetzt werden. In einer Ausführungsform kann ein solcher Schritt eine 2- bis 10-mal höhere Messempfindlichkeit als zuvor erreichbar ergeben. In einer Ausführungsform kann der zentrale Analysator so ausgelegt sein, dass er eine Änderung der organischen Empfindlichkeit als eine prozentuale Änderung von einer eingestellten Basislinie ausdrückt.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung die Probenaufbereitung, die durch das vorliegende System durchgeführt wird. In einer Ausführungsform kann die Einleitung von Chemikalien gesteuert werden. In einer Ausführungsform können Ionenaustauschersäulen (z. B. eine oder mehrere Hochleistungs-Flüssigchromatographie-[HPLC]-Säulen) für sowohl organische als auch mineralische Lösungsmittel (z. B. Tetramethylammoniumhydroxid [TMAH] und Schwefelsäure) verwendet werden. In einer Ausführungsform kann das vorliegende System so ausgelegt sein, dass es einen Unterschied zwischen massengenauen Referenz-Ionen und der Verbindungskalibrierung definiert. In einer Ausführungsform kann der zentrale Analysator einen einzigen Zerstäuber (als Teil des TOF-MS) sowohl für die Massenkorrektur als auch für die Probenzufuhr verwenden. In einer Ausführungsform kann der zentrale Analysator so ausgelegt sein, dass er wahlweise zwischen Infusions- oder Speziationsmodi wählt, wobei während eines Infusionsmodus keine Speziationssäule verwendet wird und eine Speziationssäule in einem Speziationsmodus verwendet wird. In einer Ausführungsform kann ein Platin-(Pt)-Zerstäuber als Teil des TOF-MS/zentralen Analysators verwendet werden (z. B. trägt die inerte Natur von Pt selbst bei hohen Temperaturen dazu bei, dass keine zusätzlichen Verunreinigungen durch die Verwendung des Zerstäubers eingeführt werden können). In einer Ausführungsform können positive und negative Verbindungen unter Verwendung des vorliegenden Systems selektiv analysiert werden.
Beispielhafte Ausführungsformen
1 stellt allgemein ein Analysesystem 100, das ausgelegt ist, über weite Strecken transportierte Proben zu analysieren, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Das Analysesystem 100 kann beispielsweise eine zentrale Analyseeinheit 102, eine Vielzahl entfernter Einheiten 104 (z. B. eine entfernte Probenaufbereitungseinheit), eine Chemikalienzufuhr- und Überwachungseinheit 106, einen großen Fluidbehälter 108 (z. B. einen Tank, einen Container oder ein Fass), ein Überwachungsfahrzeug für ankommende Chemikalien 110 und eine Vielzahl von Fluidleitungen 112 zur Herstellung der Fluidverbindungen zwischen den verschiedenen Einheiten umfassen. 2 stellt allgemein die zentrale Analyseeinheit 102 in größerem Detail dar. Die zentrale Analyseeinheit 102 kann beispielsweise ein evakuiertes Gehäuse 114, eine doppelte Auffangschale 116, eine TOF-MS-Einheit 118, eine Vielzahl von TOF-Kartuschen 120, eine Vielzahl von Behältern 122 (z. B. aus einem hochreinen Fluorpolymer wie hochreinem Perfluoralkoxyalkan [PFA]), mindestens einen Lecksensor 124, eine Vielzahl von Spritzenverdünnungs- und Ventilmodulen 126, eine Vielzahl von TOF-Modulen 128, einen Ein/Aus- und Not-Aus-Schalter (EMO) 130, einen Elektronik- und Steuercomputer 132 und eine Statusanzeige 134 (z. B. eine mehrfarbige Leuchte) umfassen. Das Analysesystem 100 kann ausgelegt sein, Analysen auf organische Verbindungen (z. B. organische Verunreinigungen) durchzuführen, und kann ferner ausgelegt sein, Analysen auf Metalle oder mineralische Bestandteile (z. B. metallische Verunreinigungen) durchzuführen. In einer Ausführungsform kann das Analysesystem 100 so ausgelegt sein, dass es auf mehrere entfernte Probennahmestellen (z. B. entfernte Einheiten 104) zugreifen kann, um viele Chemikalien mit einem einzigen Massenspektrometer (z. B. TOF-MS-Einheit 118) zu überwachen. In einer Ausführungsform kann eine jeweilige entfernte Einheit 104 ausgelegt sein, eine Probe einer jeweiligen zu testenden Chemikalie zu entnehmen und/oder die Probe zum Testen aufzubereiten (z. B. die Konzentration anzupassen, ein Verdünnungsmittel einzuführen und/oder einen internen Standard bereitzustellen). In einer Ausführungsform kann das vorliegende Analysesystem 100 dem Anmelder als „Scout Carbon“-Analysesystem oder einfach als „Scout“-Analysesystem bekannt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Analysesystem 200 (das z. B. als Teil und/oder in Verbindung mit einer zentralen Analyseeinheit verwendet wird) in mindestens zwei Modi arbeiten, einem Infusionsmodus und einem Speziationsmodus, wie anhand von 3 dargestellt. Um seine Verwendung in den zwei Modi zu ermöglichen, kann das Analysesystem 200 in einer Ausführungsform eine Vielzahl von Mehrwegeventilen 250A-250E, mindestens eine Probenquelle 252, mindestens eine Trägerflasche 254, eine Anionen-Austauschersäule 256, eine Kationen-Austauschersäule 258, eine erste Reinigungsflüssigkeitsquelle 260 (z. B. 5 Gew.-% NH₄OH-Rekonditionierer, ein anderes basisches Lösungsmittel oder Reinstwasser [UPW]), eine zweite Reinigungsflüssigkeitsquelle 262 (z. B. 10 Gew.-% HNO₃-Rekonditionierer, ein anderes saures Lösungsmittel oder Reinstwasser), eine oder mehrere Abwasser-(W)-Stellen 264, eine Tuning-Lösungs-Quelle 266, ein TOF-MS 268 und eine Vielzahl von Fluidleitungen 270 nach Bedarf, um Fluidverbindungen zwischen den Mehrwegeventilen 250A-250E und/oder den anderen Systemkomponenten herzustellen, umfassen. Jedes der Mehrwegeventile 250A-250E kann eine Vielzahl von einzelnen Anschlüssen 272 (z. B. 4-6 Anschlüsse 272) aufweisen, die es ermöglichen, einen Fluidstrom durch ein, in ein oder aus einem jeweiligen Mehrwegeventil 250A-250E zu leiten. In einer Ausführungsform können die Mehrwegeventile 250A und 250E V6HP-Ventile, das Mehrwegeventil 250B ein PL-4-Ventil und die Mehrwegeventile 250C und 250D PM6-Ventile sein. Die Mehrwegeventile 250C und 250D können als zwischen dem Mehrwegeventil 250B und dem Mehrwegeventil 250E liegend betrachtet werden, und das Mehrwegeventil 250E kann als das letzte Mehrwegeventil betrachtet werden, da es mit dem TOF-MS 268 verbunden ist (z. B. dem Ende des Strömungspfads für eine bestimmte Probe).
Beim Betrieb in einem Speziationsmodus, in dem ein Analyt zunächst teilweise oder vollständig von der Probenmatrix oder einem anderen Probenbestandteil unter Verwendung von Chromatographie separiert wird, werden die Ionenaustauschersäulen (z. B. die Anionen-Austauschersäule 256 und die Kationen-Austauschersäule 258) eingesetzt, um ein Matrixmaterial (z. B. eine Säure wie Schwefelsäure oder eine Base wie TMAH) aus der Probe zu entfernen, bevor eine Probe zum TOF-MS 168 geleitet wird. Bei beiden Matrixmaterialien kann eine Probe (z. B. eine 4-gL-Probe) in ein Mehrwegeventil 250B geladen und dann in das Mehrwegeventil 250C geschoben werden. Bei einer sauren Matrix, wie z. B. Schwefelsäure, kann die Probe inline mit dem Mehrwegeventil 250C durch die Anionen-Austauschersäule 256 geschoben werden, so geleitet werden, dass die Kationen-Austauschersäule 258 umgangen wird, wenn die Probe durch das Mehrwegeventil 250D geleitet wird, und dann über das Mehrwegeventil 250E zum TOF-MS 268 geleitet werden. Bei einer basischen Matrix, wie z. B. TMAH, wird die Probe durch das Mehrwegeventil 250C geschoben, wobei eine zugehörige Inline-Anionen-Austauschersäule 256 umgangen wird, und in das Mehrwegeventil 250C und seine Kationen-Austauschersäule 258 geleitet, bevor sie über das Mehrwegeventil 250E zum TOF-MS 268 gelangt.
Eine Systemspülung oder -reinigung kann periodisch oder nach jeder Verwendung einer jeweiligen Ionenaustauschersäule 256, 258 durchgeführt werden. Das Reinstwasser oder ein geeigneter Rekonditionierer kann verwendet werden, um eine oder mehrere der Fluidleitungen und/oder eine jeweilige Ionenaustauschersäule 256, 258 zu spülen. Zum Beispiel kann Reinstwasser und/oder ein saurer Rekonditionierer zum Reinigen, Spülen und/oder anderweitigen Rekonditionieren der Kationen-Austauschersäule 258 und/oder des Mehrwegeventils 250D verwendet werden, während ein basischer Rekonditionierer zum Reinigen, Spülen oder anderweitigen Rekonditionieren der Anionen-Austauschersäule 256 und/oder des Mehrwegeventils 250C verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform kann ein organisches Waschmittel, Reinstwasser oder ein anderes Fluid (z. B. Lösungsmittel) verwendet werden, um beliebige der verschiedenen Fluidkanalisierungskomponenten (z. B. Fluidleitungen 112, 270; und/oder Mehrwegeventile 250) des Analysesystems 100, 200 zu spülen und zu reinigen. Das Analysesystem 100, 200 kann so ausgelegt sein, dass die pneumatischen Übertragungsleitungen nach der Chemikalienübertragung automatisch gewaschen werden, um eine Kreuzkontamination zu verhindern. In einer Ausführungsform kann das Analysesystem 100 ein organisches Waschmittel verwenden, um die Übertragungs- und zentralen Leitungen (z. B. 112, 270) automatisch zu reinigen. In einer Ausführungsform kann die Probe in eine Schleife (z. B. 18 mL) geladen und von einer jeweiligen entfernten Einheit 104 zur zentralen Analyseeinheit 102 übertragen werden, wobei pneumatische Übertragungsleitungen (z. B. 112, 270) verwendet werden. Sobald die Probe übertragen ist, kann dieselbe Schleife mit einer organischen Waschlösung (z. B. 18 mL) versehen (z. B. gefüllt) werden, die dann durch dieselbe(n) pneumatische(n) Übertragungsleitung(en) übertragen wird. Schließlich kann die organische Waschlösung ausgespült werden, indem eine ähnliche Menge (z. B. 18 mL) Reinstwasser hindurchgeleitet wird.
Beim Betrieb in einem Infusionsmodus kann die Probe von dem Mehrwegeventil 250B und durch die Mehrwegeventile 250C, 250D geleitet werden und nicht eine der beiden Austauschersäulen 256, 258 passieren, bevor sie schließlich über das Mehrwegeventil 250E das TOF-MS 268 erreicht. In einer Ausführungsform kann die Probe direkt von dem Mehrwegeventil 250B zu dem Mehrwegeventil 250E geleitet werden, wenn sie unter Verwendung des Infusionsmodus getestet wird (z. B. unter vollständiger Umgehung der Mehrwegeventile 250C, 250D).
In einer Ausführungsform kann eine automatisierte Software verwendet werden, wenn die Analyse im Infusionsmodus durchgeführt wird. Der Computer 132 oder eine andere Steuereinheit für die zentrale Analyseeinheit 102 kann programmiert und ausgelegt sein, automatisch die Datendatei von dem TOF-MS zu importieren, die m/z und ihre jeweiligen Intensitäten zu extrahieren und diese Werte anzuzeigen, damit der Benutzer sie sehen kann. In einer Ausführungsform kann die Software so programmiert sein, dass sie eine gleichzeitige Erfassung einer Vielzahl organischer Verunreinigungen oder anderer Bestandteile ermöglicht. In einer Ausführungsform kann die Software die m/z-Erfassung nutzen, um nicht beobachtete Verbindungen zu handhaben, sodass solche zuvor nicht beobachteten Verbindungen automatisch erfasst werden können. Die Software kann automatisch bestimmen, ob die Verunreinigung bekannt (zuvor beobachtet) oder eine neue Verunreinigung ist. Wenn es sich um eine neue Verunreinigung handelt, kann die Software so ausgelegt sein, dass sie beispielsweise automatisch in den SECS-GEM-Bericht (SECS [SEMI Equipment Communications Standard]/GEM [Generic Equipment Model]) oder in eine Materialbibliothek aufgenommen wird.
In einer Ausführungsform kann die dem vorliegenden Analysesystem zugehörige Software (die sich z. B. in dem Computer 132 des Systems 100 befindet) so ausgelegt sein, dass sie eine Semi-Quantifizierungs-Kalibrierung für unbekannte Verunreinigungen unter Verwendung des Infusionsmodus durchführt. Die TOF-MS-Einheit 118 kann Massen mit hoher Auflösung (+/- 0,0001 amu) liefern. Anhand dieser hochaufgelösten Masse kann eine Summenformel berechnet und dem beobachteten m/z-Wert zugeordnet werden. Ein Algorithmus kann verwendet werden, um diese erzeugten Summenformeln für eine Semi-Quantifizierung (im Englishen auch als „semi-quant“ bezeichnet) zu klassifizieren. Diese erzeugten Summenformeln können dann auf Grundlage von Molekülmerkmalen klassifiziert werden, wie z. B. dem Vorkommen bestimmter Elemente (z. B. N, Cl, P oder S) oder der Übereinstimmung mit einem bestimmten Summenformelschema, z. B. (C_n+8H_2n+6O₄, wobei n>0. n=2 ergibt C₁₀H₁₀O₄).
Es wurde beobachtet, dass ähnliche Verbindungen innerhalb einer Klasse mit ähnlichen (aber nicht exakt gleichen) Intensitäten pro Teil pro Milliarde ionisieren. Aus diesem Grund ist diese Technik eine semi-quantitative Technik. Beispielsweise können Amine unter Verwendung von ESI-MS ähnlich wie andere Amine ionisieren, und Organophosphate ionisieren unter Verwendung von ESI-MS ähnlich wie andere Organophosphate, aber Amine ionisieren möglicherweise nicht ähnlich wie Organophosphate. Jede Klasse kann mindestens eine Standardverbindung enthalten, die mit Hilfe der Autodilution (automatischen Verdünnung) und der Autokalibrierung des vorliegenden Analysesystems 100 quantifiziert wird. Alle anderen Verbindungen in einer Klasse können anhand dieser Standardverbindungen kalibriert werden. Fällt eine Verbindung in mehrere Klassen, so kann ein Konzentrationsbereich für die Semi-Quantifizierung vorgeschlagen werden.
In einer Ausführungsform kann die Semi-Quantifizierung durch eine Reihe von Schritten erreicht werden. Zunächst kann eine bekannte organische Verbindung für eine Klasse mit Hilfe der Autodilution und der Autokalibrierung an einer zentralen Analyseeinheit 102 auf organischer Basis kalibriert werden (z. B. Festlegung einer Klasse X). Dann kann automatisch eine Kalibrierungskurve erstellt und die lineare Steigung und der Y-Achsenabschnitt (R²>0,995) bestimmt werden. Als Nächstes kann eine neue Probe verarbeitet werden und auf ihren unbekannten m/z-Wert hin geprüft werden. Auf Grundlage der hochaufgelösten Masse des unbekannten m/z kann eine massengenaue Summenformel erstellt werden. Das m/z kann auf Grundlage der Summenformel gemäß der Software klassifiziert werden (z. B. Klasse X). Die Werte für die Standardsteigung und den Y-Achsenabschnitt der Klasse X können angewendet werden, um eine semi-quantifizierte Konzentration des unbekannten m/z zu erhalten. Schließlich kann die semi-quantitative Konzentration in der Software ausgewiesen werden (z. B. zur Anzeige und/oder zur Speicherung in einer Datenbibliothek).
In einem Beispiel wurde das semi-quantitative Verfahren verwendet, um Dibutylphthalat „DBP“ (C₁₆H₂₂O₄) und Dioctylphthalat „DOP“ (C₂₄H₃₈O₄) zu identifizieren. Das Analysesystem 100 klassifizierte auf Grundlage der erstellten Summenformel beide als „Phthalate“. Für jedes wurde eine Kalibrierungskurve erstellt, dann wurde die Intensität (Zählwerte) von jedem auf die Kalibrierungskurve des anderen angewendet und ein hoher Genauigkeitsgrad für die Konzentration erzielt. Es ist jedoch zu bemerken, dass Dibutylphthalat mit großem Erfolg unter Verwendung der Kalibrierungskurve von Dioctylphthalat hätte quantifiziert werden können und umgekehrt. 5 zeigt eine Datentabelle aus einem solchen Experiment. 6 und 7 zeigen Diagramme zur Erfassung von Phthalaten im Speziationsmodus.
In einer Ausführungsform kann eine jeweilige entfernte Probenaufbereitungseinheit 104 ausgelegt sein, eine jeweilige Probe an der jeweiligen entfernten Probenaufbereitungseinheit 104 mit Wasser (z. B. Reinstwasser) oder einer anderen Chemikalie (z. B. Lösungsmittel) zu verdünnen, um die Probenübertragung und die Rückgewinnung beliebiger organischer Bestandteile/Verunreinigungen zu verbessern. In einer Ausführungsform kann die Verdünnung in dem Bereich von 5-15% (bezogen auf das Volumen), in dem Bereich bis 10 % (bezogen auf das Volumen) oder um 10 % (bezogen auf das Volumen) liegen. In einer Ausführungsform kann das Analysesystem 100 ausgelegt sein, automatisch eine Probe an der jeweiligen entfernten Probenaufbereitungseinheit 104 auf Grundlage der Matrix aufzubereiten, um eine hohe Übertragungsausbeute organischer Verunreinigungen sicherzustellen. Es hat sich gezeigt, dass für bestimmte Chemikalien ein besseres Ergebnis erzielt wird, wenn sie mit einer anderen Chemikalie verdünnt werden. Dieser Verdünnungsschritt kann automatisch an der entfernten Probenaufbereitungseinheit 104 durchgeführt werden, ohne dass die Probe vor der Übertragung manuell aufbereitet wird. Zum Beispiel zeigt Isopropylalkohol (IPA) eine höhere pneumatische Übertragungsausbeute, wenn es auf 90 % (bezogen auf das Volumen) verdünnt wird, wobei die restlichen 10 % Reinstwasser sind. 4 enthält Daten, welche die verbesserte Rückgewinnung bezogen auf den Übertragungsprozentsatz einer mit 5 Teilen pro Milliarde (ppb) versetzten Probe zeigen, wenn verdünntes IPA verwendet wird.
In einer Ausführungsform kann das vorliegende Analysesystem 100 so ausgelegt sein, dass eine bestimmte entfernte Probenaufbereitungseinheit 104 eine Probe selektiv zu einer ausgewählten einer Vielzahl zentraler Analyseeinheiten (z. B. 102) übertragen kann, um beispielsweise auf organische Verunreinigungen oder metallische Verunreinigungen zu testen. In einer Ausführungsform kann ein Teil einer Probe an ein organisches MS und ein anderer Teil an ein ICPMS zur Erfassung von Metallen und/oder Partikeln gesendet werden. Um eine solche selektive Übertragung zu ermöglichen, können unterschiedlich zusammengesetzte Übertragungsleitungen (z. B. 112, 270) erforderlich sein, je nach Art der an einer jeweiligen zentralen Analyseeinheit 102 durchzuführenden Tests. Beispielsweise kann eine auf organische Stoffe fokussierte zentrale Analyseeinheit 102 (wie eine „ScoutCarbon“-Zentrale) zugehörige Übertragungsleitungen (z. B. 112, 270) aufweisen (z. B. intern, ein- oder ausgehend), die aus einem Material wie PEEK oder Quarzglas bestehen. Beispielsweise kann eine auf Metall/Partikel fokussierte zentrale Analyseeinheit 102 (z. B. eine „ScoutDX“- oder eine „ScoutNano“-Zentrale) zugehörige Übertragungsleitungen (z. B. 112) aufweisen, die aus einem Fluorpolymermaterial hergestellt sind. In einer Ausführungsform kann eine jeweilige entfernte Probenaufbereitungseinheit 104, um eine solche selektive Übertragung zu unterstützen, mit einem zusätzlichen Mehrwegeventil (z. B. einem ESI-„P3“-Ventil) versehen sein, um den Übertragungsort (z. B. welche Zentrale) auszuwählen und dadurch eine jeweilige Probe oder einen Probenteil durch eine in geeigneter Weise zusammengesetzte Übertragungsleitung (z. B. 112) zu leiten. Wenn sich beispielsweise das Mehrwegeventil in einer „Lade“-Position befindet, kann es eine Verbindung zu einer bestimmten Übertragungsleitung (z. B. einer Fluorpolymerleitung, die zu einer Zentrale führt, die ein ICPMS verwendet) herstellen. Ferner kann in diesem Beispiel das Mehrwegeventil, wenn es in eine „Injektionsposition“ geschaltet wird, eine Verbindung zu einer anderen Übertragungsleitung herstellen (z. B. einer PEEK-Leitung, die zu einer Zentrale führt, die ein organisches MS verwendet).
In einer Ausführungsform kann die dem vorliegenden Analysesystem 100 zugehörige Software (z. B. innerhalb des Computers 132 programmiert) ausgelegt sein, eine Polarität (z. B. positiv oder negativ, je nach Fall) der ein oder mehreren Bestandteile (z. B. Verunreinigungen), auf die das System 100 testet, zu erfassen. In einer Ausführungsform können Verbindungen als ein positives Ion oder ein negatives Ion beobachtet werden, und die Software kann in der Lage sein, den Unterschied auf Grundlage der Daten von der TOF-MS-Einheit 118 zu erkennen. Der Standardbericht kann so modifiziert werden, dass die Ausgabe der Polarität eines bestimmten Bestandteils mit einer benutzerdefinierten Formel möglich ist.
In einer Ausführungsform kann das vorliegende Analysesystem 100 zur Autokalibrierung und/oder Autodilution an der zentralen Analyseeinheit 102 ausgelegt sein. Auto-Spiken einer Referenz kann genaue Massenkorrekturkalibrierungsstandards in Proben und Empfindlichkeitsstandards für die Kalibrierung der analytischen Reaktion (Empfindlichkeit) jeder Verbindung ergeben. In einer Ausführungsform kann ein einziger Zerstäuber (z. B. zu einer TOF-MS-Einheit 118 zugehörig) sowohl für die Einführung der Probe als auch des Massenkalibrierungsstandards verwendet werden, was die Empfindlichkeit z. B. um das Zwei- bis Zehnfache verbessern kann. Bei einer herkömmlichen Verwendung eines Agilent TOF-MS wird der 2. Zerstäuber verwendet, um die Referenz-Massenkorrekturkalibrierungsstandards in das Elektrospray (ESI-MS) einzuführen. In einer vorliegenden Ausführungsform werden diese Standards einer Probe zugesetzt und durch denselben Zerstäuber eingeführt. Auf diese Weise wurde die Empfindlichkeit erhöht, indem der Gasstrom zum 2. Zerstäuber nicht verwendet und geschlossen wurde. Dieser Unterschied wird in dem Diagramm der Zählwerte (%) über der Zeit (min) in 8 deutlich.
In einer Ausführungsform kann ein Auto-Spiken eines Empfindlichkeitskalibrierungsstandards (MSA) oder ein einfaches Spiken in jede Probe oder jeden Standard verwendet werden. Auto-Spiken mit einem Standard-Additionsverfahren (MSA) kann verwendet werden, um unterschiedliche chemische Matrices auszugleichen. Kalibrierungskurven können automatisch in der Probe selbst erstellt werden, was die Kalibrierung in schwierigen Matrices ermöglichen kann. Dieses System kann automatisch unterschiedliche Mengen des Kalibrierungsstandards der gesammelten Probe zugeben, um eine Kalibrierungskurve zu erstellen. Verbindungen, für die eine Kalibrierungskurve in der Kalibrierungsregisterkarte erstellt wurde, können mit Konzentrationen angezeigt werden, wenn sie durch das Analysesystem 100 präsentiert werden. Daher müssen keine manuell hergestellten Kalibrierproben erzeugt werden.
In einer Ausführungsform kann eine Autodilution einer Probe, die einen oder mehrere Analyten außerhalb des vorgesehenen Bereichs aufweist, verwendet werden, um den Analyten für eine genaue Quantifizierung in einen Kalibrierungsbereich zu bringen. Beispielsweise kann IPA mit Reinstwasser oder einer anderen Chemikalie verdünnt werden, um den sättigenden Analyten in den vorgesehenen Bereich zu bringen. In einer Ausführungsform kann die Software den Benutzer warnen, wenn ein bestimmtes m/z den Detektor gesättigt hat, und die Probe automatisch mit einer Verdünnung erneut verarbeiten. Software kann diese Verdünnung bei der Berechnung von Konzentrationen automatisch berücksichtigen. In einer Ausführungsform kann die Software in der Lage sein, bestimmte Massen festzulegen, auf die diese Regel angewendet werden soll, oder die Software so eingestellt werden, dass sie auf alle erfassten Massen angewendet wird. In einer Ausführungsform kann in der Anzeige des Datenberichts angegeben werden, dass eine solche Regel ausgelöst wurde und dass ein Wiederholungslauf durchgeführt wurde.
In einer Ausführungsform kann die Software programmiert und ausgelegt sein, ein organisches Massenspektrometer (z. B. ein TOF-MS) automatisch und extern zu kalibrieren, wobei eine Inline-Spritzenverdünnung für ein Elektrospray-Massenspektrometer verwendet wird. Die Software kann ausgelegt sein, automatisch eine externe Kalibrierung einer Standardlösung zu erstellen. Die Software kann das Analysesystem 100 veranlassen, die Probe automatisch inline zu verdünnen und eine Kalibrierungskurve zu erstellen. In einem beispielhaften Verfahren kann eine Probe durch Fließinjektion verdünnt werden (z. B. 4 µL Verdünnung mit einem Träger) und in Verbindung mit einem Infusionsmodusschritt verwendet werden. In einer Ausführungsform kann die Probe in einem Mehrwegeventil aufgefangen werden, das einen internen Kanal aufweist. Dieser Kanal kann ein Volumen von ungefähr 4 µL aufweisen (z. B. ein PL-4-Ventil). Wenn das Ventil umschaltet, wird diese Probe mit einer organischen/wässrigen Trägerlösung inline geschoben. Bis die Probe das TOF-MS erreicht, hat sie sich mit dem Träger am vorderen und hinteren Ende der Probe vermischt. Daraus ergibt sich eine charakteristische „Spitzenform“, die im Infusionsmodus automatisch analysiert werden kann, wie in 9 dargestellt. Diese Spitze kann dann beispielsweise auf organische Verunreinigungen oder andere Bestandteile analysiert werden und die Daten können über die Software (z. B. an eine Anzeige und/oder eine Datenbibliothek) berichtet werden.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Erfassung einer nicht kalibrierten organischen Verunreinigung und die Angabe der semi-quantitativen Intensität auf der Grundlage einer gemessenen Abweichung von einer vorherigen Basislinie erfolgen. In einer Ausführungsform können unbekannte Verbindungen als eine prozentuale Abweichung von einer gegebenen Basislinie ausgedrückt werden. Eine Möglichkeit, zwei verschiedene Proben derselben Chemikalie zu vergleichen, besteht darin, die Intensität jedes m/z von einem Basislinienstandard zu subtrahieren. Dieser Vergleich kann verwendet werden, um ein Datendiagramm zu erstellen, das schnell zeigen kann, welche m/z-Werte in einer Probe gefunden werden, die nicht in der Basislinie gefunden werden. In einer Ausführungsform können diese Werte als eine numerische Veränderung ausgedrückt werden (d. h. die Intensität der Probe abzüglich der Basislinienintensität). In einer Ausführungsform können diese Werte als eine prozentuale Abweichung von der Basislinie ausgedrückt werden $(d . h . \frac{Probenintensit \ddot{a} t - Basislinienstandardintensit \ddot{a} t}{Basislinienstandardintensit \ddot{a} t} \times 100 = prozentuale Ver \ddot{a} nderung) .$
10 zeigt ein Beispieldiagramm, das unter Verwendung einer numerischen Änderung relativ zu einem Basislinienstandard als Basis für ein Datendiagramm zur Erfassung unkalibrierter organischer Verunreinigungen erstellt wurde. Jede Linie mit einem Wert größer als 0 steht für ein m/z, das mit höherer Intensität als bei der Basislinienprobe beobachtet wurde. Jedes davon ist eine potentielle Verunreinigung, die in der Probe unter Verwendung von 10 % H₂SO₄ (bezogen auf das Volumen) gefunden wurde.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Unterschied zwischen massengenauen Referenz-Ionen und Verbindungskalibrierung definiert werden. Massengenaue Referenz-Ionen können von einem TOF-MS (z. B. TOF-MS-Einheit 118) verwendet werden, um m/z-Werte für alle beobachteten Ionen korrekt zuzuordnen. Das TOF-MS verwendet eine zeitbasierte Form der Massenspektroskopie. Bei einem solchen Verfahren können die Ionen in einem „Paket“ durch das Flugrohr des MS geschickt werden, wobei die einzelnen Ionen aufgrund ihrer unterschiedlichen Massen zu verschiedenen Zeitpunkten (z. B. liegen die Unterschiede in der Größenordnung von Pikosekunden) auf einen Detektor auftreffen. Die Einrichtung kann diese Zeit in einen m/z-Wert umwandeln. Jede geringfügige Verschiebung der Zeitdifferenz kann dazu führen, dass das TOF-MS ein anderes m/z anzeigt. In einer Ausführungsform können zwei Ionen mit jeweils bekanntem m/z (derzeit bei +121 und +922 im positiven Modus) als Referenz-Ionen für das TOF-MS verwendet werden. Die Festlegung von Referenz-Ionen wird von einem jeweiligen TOF-MS automatisch vorgenommen. Ein typisches TOF-MS verwendet dazu zwei Zerstäuber, einen für eine jeweilige Probe und einen für Referenzmassen. Das vorliegende Analysesystem 100 kann dies durch einen einzigen Zerstäuber sowohl für die Probe als auch für die Referenzmassen erreichen, wodurch sowohl die Anzahl der verwendeten Systemkomponenten reduziert als auch niedrigere Erfassungsgrenzwerte im Vergleich zu dem Standardsystem mit zwei Zerstäubern erreicht werden.
Eine Verbindungskalibrierung kann für eine Verbindung erreicht werden, die dem TOF-MS vor der Analyse nicht bekannt ist. Sie wird in ein TOF-MS injiziert und bei einem bestimmten m/z-Wert mit einer Intensität relativ zu ihrer Konzentration beobachtet. Diese Konzentration kann durch externe Kalibrierung oder MSA geändert werden, um eine Kalibrierungskurve für diese bestimmte Verbindung zu erhalten. Wie oben beschrieben, kann ein einziger Zerstäuber sowohl für Referenz-Ionen als auch für Verbindungskalibrierungsionen verwendet werden. In einer Ausführungsform kann das vorliegende Analysesystem (z. B. System 100) Autodilutions- und Autospiking-Fähigkeiten aufweisen, die in der Lage sind, sowohl Referenz-Ionen als auch Verbindungskalibrierungsionen zu derselben Probe hinzuzufügen, die alle auf einmal durch einen einzigen Zerstäuber injiziert werden können.
11-14 zeigen eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Erzielung einer Autodilution und/oder eines Auto-Spikens, während sowohl Referenz-Ionen als auch Verbindungskalibrierungsionen zu derselben Probe hinzugefügt werden und die Injektion derselben Probe durch einen einzigen Zerstäuber ermöglicht wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Analysesystem 300 kann im Allgemeinen eine Vielzahl von Mehrwegeventilen 350A-350L, mehrere injizierbare Fluidquellen 352 (z. B. als S1, S2, S3 usw. gezeigt, die jeweils beispielsweise als eine Quelle für eine Probe zum Testen, für ein MSA, für einen Probenträger oder für ein Verdünnungsmittel dienen), mindestens eine Trägerflasche 354, eine Anionen-Austauschersäule 356, eine Kationen-Austauschersäule 358, eine erste Reinigungsflüssigkeitsquelle 360 (z. B. 5 % [bezogen auf das Gewicht] NH₄OH-Rekonditionierer, ein anderes basisches Lösungsmittel oder Reinstwasser [UPW]), eine zweite Reinigungsflüssigkeitsquelle 362 (z. B. 10 % [bezogen auf das Gewicht] HNO₃-Rekonditionierer, ein anderes saures Lösungsmittel oder Reinstwasser), eine oder mehrere Abwasser-(W)-Stellen 364, eine Tuning-Lösungs-Quelle 366, ein TOF-MS 368 und eine Vielzahl von Fluidleitungen 370 nach Bedarf, um Fluidverbindungen zwischen den Mehrwegeventilen 350A-350L und/oder den anderen Systemkomponenten herzustellen, umfassen. Jedes der Mehrwegeventile 350A-350L kann eine Vielzahl von einzelnen Anschlüssen 372 (z. B. 4-12 Anschlüsse 372) aufweisen, die es ermöglichen, einen Fluidstrom durch ein, in ein oder aus einem bestimmten Mehrwegeventil 350A-350L zu leiten. Das Mehrwegeventil 350D kann als ein „Probenerfassungs“-Mehrfachventil (Sample Sense) angesehen werden. Das Analysesystem 300 kann ferner einen oder mehrere Reinstwasser-Verteiler 374 und eine Vielzahl von Probenschleifen 376 umfassen, wobei jede solche Probenschleife 376 einem ausgewählten Mehrwegeventil 350A-350L zugeordnet ist, wie dargestellt. Sofern nicht anders angegeben, kann davon ausgegangen werden, dass ähnlich bezeichnete Teile in den verschiedenen Ausführungsformen ähnlich aufgebaut sind und ähnlich funktionieren.
Das Verfahren der Verwendung des Analysesystems 300 ist am besten in 12-14 zu sehen. Wie in 12 zu sehen ist, kann eine Probe, ein MSA-Zusatz, ein Verdünnungsmittel und/oder ein interner Standard (z. B. aus Fluidquellen 352) über das Mehrwegeventil 350E in das Mehrwegeventil 350D eingeführt werden. Die Probe, der MSA-Zusatz, das Verdünnungsmittel und/oder der interne Standard können alle in einen ausgewählten Anschluss 372 des Mehrwegeventils 350D und dann in die Probenschleife 376 (z. B. eine 1-ml-Schleife) geschoben werden, die dem Mehrwegeventil 350G (z. B. einem PM6-Ventil) zugehörig ist. Wie in 13 zu sehen, kann eine Probe aus der Probenschleife 376 des Mehrwegeventils 350G durch das Mehrwegeventil 350H (z. B. ein PL-4-Ventil) aufgefangen werden. Wie in 13 ferner zu sehen ist, kann das Mehrwegeventil 350F so ausgelegt sein, dass es ein oder mehrere Substanzen aus einem unter Druck stehenden Inertgas (z. B. Argon (Ar)), einem anderen Fluid und/oder Reinstwasser in das Mehrwegeventil 350G einführt. Wie aus 14 ersichtlich, kann die Probe in der Probenschleife 376 des Mehrwegeventils 350G schließlich zur Analyse in das TOF-MS 368 injiziert werden, entweder in einem Infusionsmodus (wie dargestellt und dadurch unter Umgehung jeder der Ionisierungssäulen [z. B. unter Vermeidung einer HPLC-Säule]) oder in einem Speziationsmodus (wie in Bezug auf 3 besprochen und gemäß einem LCMS-Verfahren).
15-19 stellen Vergleichsdaten in Verbindung mit Verfahren dar, die unter Verwendung des vorliegenden Analysesystems 100, 200, 300 durchgeführt werden. 15 und 16 zeigen die erreichbare Empfindlichkeit für die Analyse verschiedener organischer Stoffe unter Verwendung von TOF-MS und QQQ-MS. 17-19 zeigen die Auswirkungen verschiedener Träger- und/oder Matrixmaterialien auf verschiedene TOF-MS-Messungen.
In Ausführungsformen kann die Systemsteuerung (z. B. der Computer 132 des Analysesystems 100) einen Prozessor, einen Speicher und eine Kommunikationsschnittstelle enthalten. Der Prozessor sieht Verarbeitungsfunktionalität zumindest für die Steuervorrichtung vor und kann eine beliebige Anzahl von Prozessoren, Mikrocontrollern, Schaltungen, Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder anderen Verarbeitungssystemen und residenten oder externen Speichern zum Speichern von Daten, ausführbarem Code oder anderen Informationen enthalten, auf die die Steuervorrichtung zugreift oder die von ihr erzeugt werden. Der Prozessor kann ein oder mehrere Softwareprogramme ausführen, die in einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Datenträger enthalten sind und die hier beschriebenen Techniken ausführen. Der Prozessor ist nicht durch die Materialien, aus denen er ausgebildet ist, oder die darin verwendeten Verarbeitungsverfahren eingeschränkt und kann daher mithilfe von Halbleitern und/oder Transistoren (z. B. unter Verwendung von elektronischen IC-Bauelementen (Integrated Circuits)) und so weiter ausgeführt sein.
Der Speicher kann ein Beispiel eines materiellen, computerlesbaren Datenträgers sein, der Speicherfunktionalität vorsieht, um verschiedene Daten oder Programmcode zu speichern, die mit dem Betrieb der Steuervorrichtung zusammenhängen, wie etwa Softwareprogramme und/oder Programmcodesegmente oder andere Daten, um den Prozessor und möglicherweise andere Bestandteile des Systems 100, 200, 300 anzuweisen, die hier beschriebene Funktionalität durchzuführen. Somit kann der Speicher Daten speichern, wie etwa ein Programm mit Anweisungen zum Betreiben des Systems (einschließlich seiner Bestandteile) und so weiter. Es ist anzumerken, dass, während ein einzelner Speicher beschrieben ist, eine breite Vielfalt von Arten und Kombinationen von Speichern (z. B. materieller, nichtflüchtiger Speicher) verwendet sein kann. Der Speicher kann Bestandteil des Prozessors sein, einen eigenständigen Speicher umfassen oder eine Kombination von beiden sein.
Einige Beispiele des Speichers können umfassen: entnehmbare und/oder nicht entnehmbare Speicherbauelemente, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM), einen Festwertspeicher (Read-Only Memory, ROM), einen Flash-Speicher (z. B. eine SD-Speicherkarte [Secure Digital Memory Card], eine miniSD-Speicherkarte und/oder eine microSD-Speicherkarte), einen magnetischen Speicher, einen optischen Speicher, USB-Speichervorrichtungen (Universal Serial Bus), einen Festplattenspeicher, einen externen Speicher, einen Fern-Speicher (z. B. Server- und/oder Cloud-Speicher) und so weiter. In Ausführungsformen kann der Speicher einen entnehmbaren Chipkartenspeicher (Integrated Circuit Card, ICC) umfassen, wie z. B. einen Speicher, der von einer SIM-Karte (Subscriber Identity Module), einer USIM-Karte (Universal Subscriber Identity Module), einer UICC-Karte (Universal Integrated Circuit Card) und so weiter vorgesehen ist.
Die Kommunikationsschnittstelle kann funktionsmäßig so ausgelegt sein, dass sie mit Bestandteilen des Systems 100, 200, 300 kommuniziert. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle ausgelegt sein, Daten zum Speichern durch das System 100, 200, 300 zu senden, Daten aus der Speicherung im System 100 abzufragen und so weiter. Die Kommunikationsschnittstelle kann auch mit dem Prozessor kommunikativ gekoppelt sein, um eine Datenübertragung zwischen Bestandteilen des Systems 100, 200, 300 und dem Prozessor zu ermöglichen. Es ist anzumerken, dass, während die Kommunikationsschnittstelle als ein Bestandteil der Steuervorrichtung beschrieben ist, ein oder mehrere Bestandteile der Kommunikationsschnittstelle als externe Bauteile ausgeführt sein können, die mit dem System 100, 300 oder Bestandteilen davon über eine drahtgebundene und/oder drahtlose Verbindung kommunikativ gekoppelt sind. Das System 100, 300 oder Bestandteile davon können auch eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabevorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) umfassen und/oder damit verbunden sein (z. B. über die Kommunikationsschnittstelle), wie etwa einen Bildschirm, eine Maus, ein Touchpad, einen Berührungsbildschirm, eine Tastatur, ein Mikrofon (z. B. für Sprachbefehle) und so weiter.
Die Kommunikationsschnittstelle und/oder der Prozessor können ausgelegt sein, mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Netzwerken zu kommunizieren, wie etwa einem Weitverkehrs-Mobilfunknetz, wie etwa einem Mobilfunknetz, einem 3G-Mobilfunknetz, einem 4G-Mobilfunknetz, einem 5G-Mobilfunknetz oder einem Netzwerk des Global System For Mobile Communications (GSM-Netz); einem drahtloses Computerkommunikationsnetz, wie etwa einem WiFi-Netzwerk (z. B. einem Wireless Local Area Network [WLAN], betrieben unter Verwendung des Netzwerkstandards IEEE 802.11); einem Ad-Hoc-Funknetzwerk, einem Internet; dem Internet; einem Wide Area Network (WAN); einem Local Area Network (LAN); einem Personal Area Network (PAN) (z. B. einem Wireless Personal Area Network [WPAN], betrieben unter Verwendung des Netzwerkstandards IEEE 802.15); einem öffentlichen Telefonnetz, einem Extranet, einem Intranet; und so weiter. Jedoch ist diese Liste nur beispielhaft vorgesehen und soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Weiter kann die Kommunikationsschnittstelle ausgelegt sein, mit einem einzigen Netzwerk oder mit mehreren Netzwerken über verschiedene Zugangspunkte zu kommunizieren. In einer bestimmten Ausführungsform kann eine Kommunikationsschnittstelle Informationen von der Steuervorrichtung zu einer externen Vorrichtung übertragen (z. B. einem Mobiltelefon, einem mit einem WiFi-Netzwerk verbundenen Computer, einem Cloud-Speicher usw.). In einer weiteren speziellen Ausführungsform kann eine Kommunikationsschnittstelle Informationen von einer externen Vorrichtung empfangen (z. B. einem Mobiltelefon, einem mit einem WiFi-Netzwerk verbundenen Computer, einem Cloud-Speicher usw.).
Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die spezifisch für Aufbaumerkmale und/oder Verfahrensvorgänge ist, versteht es sich, dass der in den angefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die oben beschriebenen spezifischen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr sind die oben beschriebenen spezifischen Merkmale und Vorgänge als beispielhafte Ausführungsformen der Ansprüche offenbart.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/949411 [0001]

Claims

Analysesystem, umfassend: ein anfängliches Mehrwegeventil, das ausgelegt ist, eine Probe zu empfangen; mindestens ein zwischengeschaltetes Mehrwegeventil, das strömungstechnisch mit dem anfänglichen Mehrwegeventil verbunden und ausgelegt ist, die Probe von dem anfänglichen Mehrwegeventil zu empfangen, wobei ein jeweiliges zwischengeschaltetes Mehrwegeventil eine zugehörige Ionenaustauschersäule aufweist, wobei das jeweilige zwischengeschaltete Mehrwegeventil ausgelegt ist, wahlweise die Probe entweder durch die zugehörige Ionenaustauschersäule zu leiten oder so zu leiten, dass die Ionenaustauschersäule umgangen wird, wobei die Probe als Teil eines Speziationsmodus des Betriebs zum Entfernen eines Matrixmaterials aus der Probe durch eine gewählte Ionenaustauschersäule geleitet wird, wobei die Probe als Teil eines Infusionsmodus des Betriebs so geleitet wird, dass sie jegliche Ionenaustauschersäule umgeht; ein weiteres Mehrwegeventil, das strömungstechnisch mit dem mindestens einen zwischengeschalteten Mehrwegeventil verbunden und ausgelegt ist, die Probe von dem mindestens einen zwischengeschalteten Mehrwegeventil zu empfangen; und ein Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-MS), das strömungstechnisch mit dem weiteren Mehrwegeventil verbunden ist.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei die Ionenaustauschersäule eines jeweiligen zwischengeschalteten Mehrwegeventils eine aus einer Kationen-Austauschersäule oder einer Anionen-Austauschersäule ist.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das Analysesystem beim Betrieb in dem Speziationsmodus ausgelegt ist, eine chemische Zusammensetzung der Probe durch eine Kombination aus einer Retentionszeit in einer jeweiligen Ionenaustauschersäule und einem genauen Masse-Ladungs-Verhältnis (m/z), das durch das TOF-MS bestimmt wird, zu bestätigen.
Analysesystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Quelle einer Waschlösung auf organischer Basis zum Waschen mindestens einer aus der jeweiligen Ionenaustauschersäule oder einer oder mehreren Fluidverbindungen mit dem Analysesystem.
Analysesystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine oder mehrere Übertragungsleitungen, wobei eine jeweilige Übertragungsleitung, die zum Testen auf ein oder mehrere metallische Bestandteile verwendet wird, aus einem Fluorpolymerrohr hergestellt ist, wobei eine Übertragungsleitung, die zum Testen auf ein oder mehrere organische Bestandteile verwendet wird, aus PEEK (Polyetheretherketon) oder Quarzglas hergestellt ist.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das System eine Software enthält, die ausgelegt ist, mehrere organische Bestandteile gleichzeitig zu erfassen.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das System eine Software enthält, die ausgelegt ist, einen semi-quantitativen Test für zuvor unbekannte Bestandteile unter Verwendung eines hochaufgelösten Masse-Ladungs-Verhältnisses (m/z) durchzuführen.
Analysesystem nach Anspruch 7, wobei die Software ausgelegt ist, unbekannte Verbindungen auf Grundlage einer Abweichung von einer Basislinie auszudrücken.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das System eine Software enthält, die ausgelegt ist, eine Polarität eines jeweiligen Bestandteils zu berücksichtigen.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das System eine Software enthält, die ausgelegt ist, einen beliebigen neu beobachteten Bestandteil zu einer Datenbank hinzuzufügen.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das System ausgelegt ist, mindestens eine aus einer Autokalibrierung oder einer Autodilution durchzuführen.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das TOF-MS ausgelegt ist, einen einzigen Zerstäuber sowohl für die Massenkorrektur als auch die Probenzufuhr zu verwenden.
Analysesystem nach Anspruch 1, wobei das TOF-MS einen Platinzerstäuber verwendet.
Analysesystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Probenaufbereitungseinheit, die ausgelegt ist, eine Probe um bis zu 10 Vol.-% zu verdünnen, um mindestens eine aus einer Probenübertragung oder einer Rückgewinnung beliebiger organischer Bestandteile zu verbessern.
Analysesystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS), das ausgelegt ist, mindestens einen aus einem metallischen oder einem Partikel-Bestandteil zu erfassen, wobei das TOF-MS ausgelegt ist, mindestens einen organischen Bestandteil zu erfassen.
Analysesystem, umfassend: ein erstes Mehrwegeventil, das ausgelegt ist, mindestens eines aus Reinstwasser, einem Verdünnungsmittel, einem Auto-Spike-Fluid für ein MSA (Standard-Additionsverfahren) oder einem internen Standard zu empfangen; ein zweites Mehrwegeventil, das strömungstechnisch mit dem ersten Mehrwegeventil verbunden ist, wobei das zweite Mehrwegeventil ausgelegt ist, das mindestens eine aus Reinstwasser, dem Verdünnungsmittel, dem Auto-Spike-Fluid für ein MSA oder dem internen Standard von dem ersten Mehrwegeventil zu empfangen, wobei das zweite Mehrwegeventil ferner ausgelegt ist, eine Probe darin aufzunehmen, wobei das zweite Mehrwegeventil eine zugehörige erste Probenschleife aufweist, wobei das zweite Mehrwegeventil ausgelegt ist, eine aufbereitete Probe zu liefern, wobei die aufbereitete Probe die Probe und beliebige aus dem mindestens einen aus Reinstwasser, dem Verdünnungsmittel, dem Auto-Spike-Fluid für ein MSA oder dem internen Standard enthält; ein drittes Mehrwegeventil, das strömungstechnisch mit dem zweiten Mehrwegeventil verbunden ist, wobei das dritte Mehrwegeventil ausgelegt ist, die aufbereitete Probe von dem zweiten Mehrwegeventil zu empfangen, wobei das dritte Mehrwegeventil eine zugehörige zweite Probenschleife aufweist; und ein Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-MS), das strömungstechnisch mit dem dritten Mehrwegeventil verbunden ist, wobei das TOF-MS ausgelegt ist, die aufbereitete Probe zu empfangen und zu testen.
Analysesystem nach Anspruch 16, wobei das TOF-MS ausgelegt ist, die aufbereitete Probe zu empfangen, ohne dass die aufbereitete Probe durch jegliche Ionenaustauschersäule läuft, wobei das TOF-MS dadurch ausgelegt ist, die aufbereitete Probe in einem Infusionsmodus zu testen.
Analysesystem nach Anspruch 16, wobei mindestens ein zusätzliches Mehrfachventil strömungstechnisch zwischen dem dritten Mehrwegeventil und dem TOF-MS eingefügt ist, wobei das mindestens eine zusätzliche Mehrfachventil eine zugehörige Ionenaustauschersäule aufweist, wobei das mindestens eine zusätzliche Mehrfachventil ausgelegt ist, die aufbereitete Probe zu empfangen und wahlweise die aufbereitete Probe durch die zugehörige Ionenaustauschersäule zu leiten.
Analysesystem nach Anspruch 16, wobei das System ausgelegt ist, mindestens eine aus einer Autokalibrierung oder einer Autodilution der Probe, die in dem zweiten Mehrwegeventil aufgenommen wird, durchzuführen.
Analysesystem nach Anspruch 16, wobei das System ausgelegt ist, die Probe bei der Bildung der aufbereiteten Probe um bis zu 10 Vol.-% zu verdünnen, um mindestens eine aus der Probenübertragung oder der Rückgewinnung beliebiger organischer Bestandteile zu verbessern.