طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی: تفاوت میان نسخه‌ها

تکمیل مقاله
جز (Shkuru Afshar صفحهٔ طیف‌بینی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی را به طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی منتقل کرد: spectrometry به معنی طیف‌سنجی ا...)
(تکمیل مقاله)
{{Infobox chemical analysis
| name= طیف‌بینیطیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی
| image = ICP-MS.jpg
| caption = دستگاه طیف‌بین جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی
| hyphenated =
}}
[[پرونده:ICPMS Thermo torch 1.JPG|بندانگشتی|چپ|260پیکسل|مشعل حرارتی گاز آرگون]]
'''طیف‌بینیطیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی''' ({{Lang-en|Inductively coupled plasma mass spectrometry}}) (اختصاری|ICP-MS) نوعی [[طیف‌سنجی جرمی]] است که برای ارزیابی و شناسایی [[فلز]]ها و برخی [[نافلزنافلزها]]ها تا [[غلظت]]‌هایی به اندکی بخش در ۱۰<sup>۱۵</sup> (ppq کوتاه شده parts per quadrillion) کارایی دارد. این تکنیک در مقایسه با [[طیف‌بینی جذب اتمی]]، دارای [[دقت]]،دقت، [[حساسیت]] و سرعت بیشتری است.
 
== روش کار ==
 
در ICP-MS منبع تولید [[یون]]، پلاسمای [[آرگون]] با دماهای بالا تا ۸۰۰۰ کلوین است. نخست، [[پلاسما]] در کوره یا مشعلی از جنس [[کوارتز]] تشکیل و سپس نمونه به داخل پلاسما [[مهپاشی]] می‌شود و در نتیجه بر اثر دمای بالای پلاسما، [[تبخیر]]، [[اتم|اتمیده]] و [[یونیده‌شدن|یونیده]] می‌گردد.
=== روش‌های تهیه یون ===
نمونه از طریق یک مهپاش به محیط پلاسما منتقل می‌شود و یون تولید می‌گردد. گاهی نیز برای یونیده کردن از [[لیزر]] بهره برده می‌شود. جریان الکتریکی، گاز آرگون را یونیده می‌کند و پلاسما تولید می‌شود. بعد از ورود نمونه دمای بالای پلاسما سبب ایجاد اتم در محیط و در نهایت تولید یون فلزی می‌شود:{{چپ‌چین}}(-M → M+ + e){{پایان چپ‌چین}}
 
با جداسازی یون‌های مثبت مربوط به نمونه از ذرات خنثی یا جامد، نسبت جرم به بار (m/z) [[جداسازی]] و توسط [[آشکارساز]] فوتون‌افزای ثانویه شناسایی می‌شوند.<ref name="nano">{{یادکرد وب | نشانی=http://edu.nano.ir/oldversion/index.php?actn=papers_view&id=145&action2=print | عنوان=روش های شناسایی نانوساختارها: روش های طیف سنجی | ناشر=سیستم جامع آموزش فناوری نانو | بازبینی=29 September 2016 | نویسنده=فاطمه اسفندیاری بیات ، محسن سروری}}</ref>
==== گاز آرگون ====
در ICP-MS منبع تولید [[یون]]، پلاسمای [[آرگون]] با دماهای بالا تا ۸۰۰۰ [[کلوین]] است. نخست، [[پلاسما]] در کوره یا مشعلی از جنس [[کوارتز]] تشکیل و سپس نمونه به داخل پلاسما [[مهپاشی]] می‌شود و در نتیجه بر اثر دمای بالای پلاسما، [[تبخیر]]، [[اتم|اتمیده]] و [[یونیده‌شدنیونش|یونیدهیونیزه]] می‌گردد. {{چپ‌چین}}(M → M<sup>+</sup> + e<sup>-</sup>){{پایان چپ‌چین}}
دمای بالای پلاسما شرایط لازم را برای تبدیل مقدار زیاد از نمونه به یون، فراهم می کند. مقدار این تبدیل، به [[پتانسیل یونش|پتانسیل یونیزاسیون]] بستگی دارد.
 
استفاده از گاز آرگون برای تولید پلاسما به دو دلیل است: اولا به دلیل فراوان بودن گاز آرگون، استفاده از آن ارزان‌تر از دیگر [[گاز نجیب|گازهای نجیب]] است. دوما اولین [[پتانسیل یونش]] آن بالاتر از عناصری مانند هلیم، [[فلوئور]] و [[نئون]] است بنابراین واکنش [[الکترون‌گیری]] آرگون، راحت‌تر از الکترون‌گیری سایر عناصر است. در نتیجه یون فلزی مورد نظر، مدت زمان بیشتر در محیط می‌ماند.
 
==== لیزر ====
معمولا برای برای یونیزه کردن نمونه‌های جامد از [[لیزر]] استفاده می‌شود. اما این روش مشکلاتی از جمله تهیه نمونه استاندارد در آنالیزهای کمی را در بر دارد. در این روش با استفاده از لیزر نمونه به شکل ابری از ذارت بسیار زیر به درون پلاسما وارد می‌شود.
 
==== تبخیر ====
روش‌های دیگری مثل تبخیر الکترودمایی {{به انگلیسی|Electrothermal Vaporization}} و تبخیر درون مشعل {{به انگلیسی|In Torch Vaporization}} نیز وجود دارند که درآن از یک سطح داغ برای تبخیر و ورود نمونه استفاده می‌شود.
 
=== جداسازی ===
به منظور برقراری ارتباط پلاسمای جفت‌شده القایی با طیف‌سنجی جرمی، با عبور بخشی از یون‌های تولید شده از درون دو حفره با قطرهای ۱ و ۰/۴ میلیمتر، خلاء لازم برای ورود نمونه به طیف سنج جرمی فراهم می‌شود.
 
پیش از جداسازی جرمی باید یون‌های مثبت (یون‌های [[آنالیت]]) خارج شده از پلاسما از یون‌های خنثی و ذرات جامد، جدا شوند. برای این کار از دو روش کلی استفاده می‌شود:
 
1) استفاده از سلول‌های واکنشی/برخوردی {{به انگلیسی|Collision/Reaction cell}} که در آن یون‌های خارج شده از پلاسما از طریق چند فیلتر به درون طیف‌سنج جرمی که معمولا به صورت چهار قطبی (Quadrupole) است وارد می‌شود.
 
2) استفاده از فضای واکنشی/برخوردی {{به انگلیسی|Collisional Reaction Interface}} در این روش یون‌های مزاحم با ورود گاز برخوردی (مثل [[هلیم]]) و یا گاز واکنش‌دهنده (مثل [[هیدروژن]]) و یا مخلوطی از این دو، از فرایند حذف می‌شود.
 
=== اندازه‌گیری ===
پس از حذف یون‌های مزاحم، یون‌های مثبت بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) [[جداسازی]] و توسط [[آشکارساز ذرات]] فوتون‌افزای ثانویه شناسایی می‌شوند. برای تجزیه و تحلیل کمی، مقدار فراوانی بدست آمده برای یک یون خاص را به غلظت آنگونه نسبت می‌دهند. آنالیز داده‌های بدست آمده توسط کامپیوتر انجام می‌گیرد.
 
== کاربرد در فناوری نانو ==
روش‌هایی چون [[پراکندگی دینامیک نور]]، [[طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش]] و [[میکروسکوپ الکترونی عبوری]]، وقت‌گیر و پر هزینه بوده و اطلاعات کافی درباره ساختار نانو مواد نمی‌دهند. اما طیف سنجی جرمی توانایی آنالیز همزمانی چند عنصر، حد تشخیص پایین و دامنه خطی زیاد را داشته و روش مناسبی برای اندازه گیری نانوذرات مختلف از جمله نانوذرات معدنی است.
 
همچنین می‌توان از ترکیب این روش را با دیگر روش‌ها مانند [[ژل الکتروفورز]] و [[کروماتوگرافی فازمعکوس]] برای تعیین توزیع اندازه ذرات وجود دارد.
 
== منابع ==
{{پانویس|چپ‌چین=بله}}
* فاطمه اسفندیاری بیات (نویسنده اول)، محسن سروری (نویسنده مسئول)، [http://edu.nano.ir/oldversion/index.php?actn=papers_view&id=145&action2=print طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی (ICP) و ترکیب آن با طیف سنج جرمی (ICP-MS)]، سیستم جامع آموزش فناوری نانو
 
* {{یادکرد-ویکی|پیوند =//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Inductively_coupled_plasma_mass_spectrometry&oldid=739598909|عنوان = Inductively coupled plasma mass spectrometry|زبان =انگلیسی|بازیابی =۲۵ سپتامبر ۲۰۱۶}}
{{پاک‌کن}}