Thermo Fisher Scientific Inc · NYSE:TMO
Thermo Fisher Scientific — Technical Presentation (April 2008)
40 slides from Thermo Fisher Scientific's technical presentation, Apr 1, 2008
Slide 1: Journée de Formation Scientifique en Spectrométrie Atomique (C01)
Journée de Formation Scientifique en Spectrométrie Atomique (C01) L’ICP-MS Haute résolution Element II The world leader in serving science Le 1er avril 2008 Jean-Luc CAZAUDUMEC Responsable Produits ICP Mobile : 06 87 86 90 56
Slide 2: Thermo Fisher Scientific
Thermo Fisher Scientific Company Brands Analytical Technologies Laboratory Products Customer Channels Biosciences Laboratory Equipment Research Market Scientific Instruments Laboratory Consumables Healthcare Market Integrative Technologies Safety Market Diagnostics Environmental Instruments Process
Slide 3: Portfolio des équipements proposés par Thermo Fisher Scientific
Portfolio des équipements proposés par Thermo Fisher Scientific ARL QUANT’X - EDX ARL OPTIM’X - WDX ARL ADVANT’X - WDX Spectrométrie d’Etincelles – ARL 4460/3460 ICP-MS Secteur Magnétique – Element II ICP-MS QUAD – X Series II ICP Optique - iCAP AA Four – Série M AA Flamme – Série M et S 1 ppq 1 ppt
Slide 4: Limites d'exploitation des « ICP Optiques »
Limites d’exploitation des « ICP Optiques » ARL QUANT’X - EDX ARL OPTIM’X - WDX ARL ADVANT’X - WDX Spectrométrie d’Etincelles – ARL 4460/3460 ICP-MS Secteur Magnétique – Element II ICP-MS QUAD – X Series II ICP Optique - iCAP AA Four – Série M AA Flamme – Série M et S 1 ppq 1 ppt 1 ppb 1 ppm 0.1% 10
Slide 5: Démocratisation de l'ICPMS Quad
Démocratisation de l’ICPMS Quad Eléments Limite de Eléments Limite de quantification quantification Inférieure en µg/l Inférieure en µg/l Aluminium 5 Mercure 0.1 Antimoine 1 Magnésium 500 Argent 5 Manganèse 1 Matrice Eau Propre Arsenic 1 Molybdène 10 Baryum 5 Sodium 500 (eau de réseau, de forage,…)
Slide 6: Démocratisation de l'ICPMS Quad
Démocratisation de l’ICPMS Quad Evolutions technologiques sur les chambres de Collision/Réaction détecteur quadripôl e CCT Cône écréteur Cône échantillonneu r d’éch Détectio antill n on Filtra t ion Lentilles ioniques Optim is ation Intro ducti 6 on
Slide 7: Démocratisation de l'ICPMS Quad – Usage de la CCT
Démocratisation de l’ICPMS Quad – Usage de la CCT Ar, Air Quadripôle ICP-MS (O, N, C) sans CCT ArO/56Fe ArAr, ArO, ArN, ArC, ArH, ArCa, ArN/54Fe ArNa, ArK, ArMg, ArCl, ClO, NO, CO, CaO, NaO, etc H2O, HNO3, Ca, AMU Na, K, Mg, Cl, etc CCT : Chambre de Collision/ Réaction 7
Slide 8: Démocratisation de l'ICPMS Quad – Collision et Réaction
Démocratisation de l’ICPMS Quad – Collision et Réaction Efficacité de la collision Moindre Efficacité de la collision 8
Slide 9: Démocratisation de l'ICPMS Quad – Collision et Réaction
Démocratisation de l’ICPMS Quad – Collision et Réaction Cinétique de réaction 9
Slide 10: Démocratisation de l'ICPMS Quad – Collision et Réaction
Démocratisation de l’ICPMS Quad – Collision et Réaction Réactions Collisions ArAr – Se H2 ArCl – As He ArO – Fe H2 ArC – Cr He CCT = Réacteur Temps de réaction suffisant? Interférences sur des matrices simples sont Zone de collision efficace? connues (aujourd’hui) – Cas des eaux 10
Slide 11: Stratégie de mise au point sur un Quad – Collision et Réaction
Stratégie de mise au point sur un Quad– Collision et Réaction On prend un point de fonctionnement Solution 10 ppb Co (non interféré) sans Fer On maximise la réponse du Co et on minimise la réponse de ArO (interférent du Fer) Signal Co+ maxi. 59Co+ He 59Co+ He ArO+ He Signal ArO+ mini. O ArO+ He Post
Slide 12: Limites de l'ICPMS Quad
Limites de l’ICPMS Quad 5 ppb La correction est efficace à 5 ppb. Mais l’est-elle à des concentrations inférieures? NB 1 : S’agissant d’une réaction cinétique (mode Réaction), la concentration en « interférents » influe généralement sur la vitesse de la réaction avec le gaz de réaction (Ordre de la
Slide 13: Effet de la présence de Ca sur le dosage de As
Effet de la présence de Ca sur le dosage de As Scan de 100 ppm Calcium, Scan de 100 ppm Calcium Sans purificateur, sans KED avec purificateur, sans KED Approx. 50% reduction des Polyatomiques formés La présence de Ca dans l’échantillon induit la formation d’une interférence direcrement dans la chamb
Slide 14: Analyse Standard en ICPMS Quad
Analyse Standard en ICPMS Quad Li Mg Be Al Na K Rb Ca Sr Analytes Cr Rb Fe Mo Mn Ag Ni Cd Cu Sn Zn Cs Ga Ba As Tl Se Pb U Temps CCT H2/He Temps Mode Normal Rinçage Prélévement Mort 25s 3x18s reps 20-30s 3x18s reps 25s Temps analytique total Total = 3Per Time minutes10secs pour ~5045 Sample = 3 minut
Slide 15: Positionnement des ICP-MS
Positionnement des ICP-MS L’ICPMS Secteur couvre le ARL QUANT’X - EDX domaine analytique de l’ICPMS Quad. ARL OPTIM’X - WDX ARL ADVANT’X - WDX Spectrométrie d’Etincelles – ARL 4460/3460 ICP-MS Secteur Magnétique – Element II ICP-MS QUAD – X Series II ICP Optique - iCAP AA Four – Série M AA Flamme –
Slide 16: Element 2 en image
Element 2 en image ‘a gy {Hag mt cn ts ‘He ThermoFisher 16 SCIENTIFIC
Slide 17: Séparation Physique des Interférents
Séparation Physique des Interférents Quadripôle ICP-MS Haute Résolution ICP-MS 56Fe and Interferences ArO/56Fe 56Fe Resolution M/∆M = 8000 56Fe/ArO ArN/54Fe 40Ar16O 40Ca16O ArOH/ 57Fe 44Ca12C 112Sn++ AMU 55.935 55.952 55.957 ICPMS Quad, interférent et ICPMS Secteur, interférent et ion sont ion ne so
Slide 18: Principe de l'Element 2, ICPMS Secteur Magnétique
Principe de l’Element 2, ICPMS Secteur Magnétique HR MR 6 µm 16 µm LR R = > 300 > 4000 > 10000 18
Slide 19: Résolution et Interférents
Résolution et Interférents Isotope Interference Resolution 31P 15N16O 1457 14N16OH 967 44Ca 28Si16O 2687 12C16O 1281 2 14N 16O 965 R = M/∆M 2 56Fe 40Ar16O 2503 40Ca16O 2480 28Si 2957 2 60Ni 44Ca16O 3058 23Na37Cl 2409 28Si32S 3292 19
Slide 20: Résolution et Interférents
Résolution et Interférents Isotope Ion interférant Résolution 56 40 16 Fe Ar 0 2500 75 40 35 As Ar Cl 7800 80 40 40 Se Ar Ar 9700 40 40 Ca Ar 193000 20
Slide 21: Résolution vs. Sensibilité – Low Resolution
Résolution vs. Sensibilité Low Resolution 2.50E+06 > 2e6 cps/ppb Intensity [counts/s] 2.00E+06 1.50E+06 1 µg/L In MR HR 115 16 µm 5 µm In LR 1.00E+06 5.00E+05 Nebulizer: PFA-µFlow without desolvation m/z 0.00E+00 114.3 114.5 114.7 114.8 115.0 115.2 21
Slide 22: Résolution vs. Sensibilité – Medium Resolution
Résolution vs. Sensibilité Medium Resolution 2.50E+05 > 2e5 cps/ppb 2.00E+05 Intensity [counts/s] 1 µg/l In 115 In HR 1.50E+05 MR 5 µm m R 16 µ L 1.00E+05 R=4000 5.00E+04 Nebulizer: PFA- µFlow without desolvation m/z 0.00E+00 114.85 114.86 114.87 114.89 114.90 114.91 114.93 114.94 114.95 22
Slide 23: Résolution vs. Sensibilité – High Resolution
Résolution vs. Sensibilité High Resolution 6.00E+04 5.00E+04 5e4 cps/ppb Intensity [counts/s] 4.00E+04 1 µg/L In MR 115 In 16 µ HR 3.00E+04 m 5 LR µm 2.00E+04 Nebulizer: PFA- µFlow 1.00E+04 without desolvation R=10000 m/z 0.00E+00 114.882 114.889 114.896 114.902 114.909 114.916 114.923 23
Slide 24: Résolution et Sensibilité
Résolution et Sensibilité >3e5 cps/ppb > 6e4 cps/ppb 1 µg/l 1 µg/l Medium High 24
Slide 25: Vitesse de Balayage
Coil Current (A) 10 94 8 7 4 6 54 44 34 Y » mifz4288 mye oa 25238} + ZAMS zeit / 7 Time (ms) Vitesse de Balayage Mass (m/z) + 250 + 200 7 150 + 100
Slide 26: Secteur Magnétique Cr
5 ppb Secteur Magnétique Cr Corr. Coeff 0.99992 10 ppt 5 ppb 26
Slide 27: Eliminer l'interférence de 35Cl16O sur 51V
Eliminer l’interférence de 35Cl16O sur 51V Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 1ppb V 1ppb V? 500ppm Cl Quadrupole – CCT Mode (NH3/He) Sector – Medium Resolution 1ppb Cr 1ppb V 1ppb V ClO+ 27
Slide 28: Eliminer l'interférence de 40Ar12C sur 52Cr
Eliminer l’interférence de 40Ar12C sur 52Cr Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 1ppb Cr 1ppb Cr? 2% IPA Quadrupole – CCT Mode (H2/He) Sector – Medium Resolution 1ppb Cr 1ppb Cr ArC+ 2% IPA 28
Slide 29: Eliminer l'interférence de 44Ca16O sur 60Ni
Eliminer l’interférence de 44Ca16O sur 60Ni Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 1ppb Co 1ppb Ni 1ppb Ni? 500ppm Ca Quadrupole – CCT Mode (H2/He) Sector – Medium Resolution 1ppb Co 1ppb Ni 1ppb Ni CaO+ CaOH+ 29
Slide 30: Eliminer l'interférence de 40Ar35Cl sur 75As
Eliminer l’interférence de 40Ar35Cl sur 75As Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 10ppb As 10ppb As? 500ppm Cl Quadrupole – CCT Mode (H2/He) Sector – High Resolution 10ppb As 10ppb As ArCl+ 30
Slide 31: Eliminer l'interférence de 40Ar2 sur 80Se
Eliminer l’interférence de 40Ar2 sur 80Se Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 1% HNO3 Blank 10ppb Se 10ppb Se? Quadrupole – CCT Mode (H2/He) Sector – High Resolution 10ppb Se 10ppb Se Ar2+ 31
Slide 32: Eviter le phénomène de sur correction 32S16O sur 48Ti
Eviter le phénomène de sur correction 32S16O sur 48Ti Quadrupole – Standard Mode Sector – Low Resolution 1ppb Ti 1ppb Ti? 200ppm S Quadrupole – CCT Mode (NH3/He) Sector – Medium Resolution Ti and SO are gone 1ppb Ti SO+ 32
Slide 33: L'avantage d'un secteur Magnétique
L’avantage d’un secteur Magnétique Les Interférences sont séparées simplement par leur différence de masse : • Pas besoin de développer des méthodes (choix du gas vs Matrice, débit…) • Quelques soient la matrice: la résolution MR différencie les interférences issues de Ar, Ca, Cl, S, O, P, C, OH, N,
Slide 34: Sensibilité Importante
Sensibilité Importante •0.2 cps à 2x1012 cps: 34
Slide 35: HPLC couplée avec un XSeriesII – Spéciation As
HPLC couplée avec un XSeriesII Spéciation As 2.5 AsB 5 ppb pour chaque espèce x103 2.0 Signal Intensity/cps DMA 1.5 AsIII 1.0 MMA AsV 0.5 0 0 5 10 15 20 25 Retention Time/min 35
Slide 36: HPLC couplée à un ELEMENT II
HPLC couplée à un ELEMENT II 160 000 AsB 0.5 ppb de chaque espèce MMA Intensity [cps] AsIII DMA AsV Time [s] 700 36
Slide 37: LOD en ppt: Comparaison XSeriesII vs ELEMENT2
LOD en ppt: Comparaison XSeriesII vs ELEMENT2 XSeries II Quad ELEMENT2 AsB 15 0.3 As(III) 50 1.0 DMAA 50 1.1 MMAA 20 0.9 As(V) 35 1.6 37
Slide 38: Sensibilité Quad vs Secteur Magnétique
Sensibilité Quad vs Secteur Magnétique 60 50 Ratio published specifications 50 40 30 20 20 10 3 0 LR/Q MR/Q-CC HR/Q-CC 38
Slide 39: Rapport Signal sur Bruit Quad vs Secteur Magnétique
Rapport Signal sur Bruit Quad vs Secteur Magnétique 1400 1250 Ratio Signal to Noise SF vs. Q 1200 1000 800 600 500 400 200 75 0 LR/Q MR/Q-CC HR/Q-CC 39
Slide 40: Questions ?
Questions ? 40 SCIENTIFIC
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