HANDBOOK OF HYPHENATED ICP-MS APPLICATIONS - 2nd Edition

Význam tématu

Analytická chemie se stále více orientuje na speciační analýzu, tedy rozlišení chemických forem prvků, nikoliv pouze celkového obsahu. Hyphenované ICP-MS techniky kombinují chromatografickou nebo dělicí metodu s elementárně selektivní detekcí plazmovou hmotnostní spektrometrií, což umožňuje citlivé, selektivní a vícebuněčné stanovení stopových koncentrací prvků i jejich sloučenin. Tyto přístupy nacházejí uplatnění v environmentálních, potravinářských, farmaceutických i biochemických aplikacích.

Cíle a přehled publikace

Publikace „Handbook of Hyphenated ICP-MS Applications“ shrnuje nejnovější metody hyphenovaných technik založených na spojení ICP-MS s HPLC, GC, vícefázovými MS detektory, FFF a dalšími dělicími metodami. Každá kapitola obsahuje úvod do dané skupiny aplikací, popis instrumentace, optimalizační podmínky a příklady praktických aplikací s důrazem na přenosové fáze, chromatografické kolony, reakční plyn v buňce a další klíčové parametry.

Použité instrumentace a metody

• HPLC-ICP-MS: aniontová i kationtová výměnná chromatografie, gradientní a izokratické eluční režimy, detekce As, Se, Hg, Cr, Sb atd.
• GC-ICP-MS: rozdělení těkavých a derivatizovaných organických či organometalických analytů, přidání O₂ pro spalování uhlíku a inertní plyn do nosného plynu pro zvýšení citlivosti.
• Multi-MS: paralelní on-line analýza elementární (ICP-MS) a molekulární (ESI-MS, MALDI-MS) spektrometrií s umožněním strukturální identifikace neznámých sloučenin.
• FFF-ICP-MS: rozdělení nano- a mikročástic podle velikosti či složení polem do kapiláry FFF, on-line detekce MALS, DLS a ICP-MS pro stanovení velikostní distribuce a elementárního složení partikulí.
• Jiné techniky: kapilární a gelová elektroforéza coupled with LA-ICP-MS či CE-ICP-MS pro separaci proteinů, peptidů a nukleotidů a jejich elementární detekci.

Hlavní výsledky a diskuse

Metody jednotlivých kapitol prokázaly vysokou citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost analýzy speciačních forem: separace As, Se, Hg, Cr, Sb sloučenin v potravinách i podzemní vodě, stanovení organických pesticidech, elementární i molekulární screening v biologických vzorcích a charakterizaci nanočástic.

Přínosy a praktické využití metod

• Možnost kvantifikace toxických a výživných forem prvků v potravinách a biologických vzorcích.
• Rychlá a citlivá analýza těkavých organo­metal­ických sloučenin v procesních plynech a petroleum frakcích.
• On-line kombinace elementární a molekulární MS poskytuje potvrzení identity analytů i u neznámých sloučenin.
• FFF-ICP-MS umožňuje sledování osudu nanočástic v prostředí a v biologických systémech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj FFF-ICP-MS, multi-MS hyphenací a dalších kapilárních nebo gelových separací v kombinaci s ICP-MS či tandem mass spektrometrií otevírá nové perspektivy v oblasti nanomateriálů, bioanalýzy biomarkerů, toxikologie i farmaceutické kontroly. Zlepšování kapilární technologií, koloniemi odolnými vůči organickým rozpouštědlům a pokročilou software pro multielementální kvantifikaci značně rozšiřuje možnosti aplikací.

Závěr

Handbook shrnuje zásadní hyphenované techniky spojené s ICP-MS, které jsou klíčové pro speciační analýzu. Všechny popsané metody ukazují, jak spojit selektivní separaci a elementární či molekulární detekci pro řešení otázek současné analytické chemie v environmentu, potravinářství, farmaceutickém výzkumu i biologii.

Reference

• Krupp, E. M., et al. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 390, 1753–1751 (2008).
• Sadi, B. B. M., Caruso, J. A. J. Chromatogr. A, 1050(1), 95–101 (2004).
• Chan, Q., Caruso, J. Analytica Chim. Acta, 852, 136–153 (2014).