ICP-MS vs ICP-OES ต่างกันอย่างไร?

เทคนิคการวิเคราะห์ด้วยการปล่อยแสงแบบพลาสมาเหนี่ยวนำ (ICP-OES) และเทคนิคการวิเคราะห์ด้วยมวลสารแบบพลาสมาเหนี่ยวนำ (ICP-MS) ต่างก็เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ธาตุ แต่มีความแตกต่างกันในวิธีการตรวจจับและหาปริมาณธาตุ

1. วิธีการตรวจจับ:
ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry): ในเทคนิค ICP-OES นั้น อาศัยการวัดความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอมหรือไอออนที่อยู่ในสถานะกระตุ้นในพลาสมา ธาตุแต่ละชนิดจะปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะตัวเมื่อกลับสู่สถานะพื้นฐานจากสถานะกระตุ้น จากนั้นแสงที่ปล่อยออกมาจะถูกกระจายและตรวจจับโดยสเปกโทรเมตรแบบออปติคอลเพื่อระบุและหาปริมาณของธาตุเหล่านั้น
ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry): ในทางกลับกัน ICP-MS จะวัดอัตราส่วนมวลต่อประจุ (m/z) ของไอออนที่เกิดขึ้นจากตัวอย่างในพลาสมา ไอออนจะถูกแยกตามมวลและประจุโดยใช้เครื่องสเปกโทรเมตรมวล และตัวตรวจจับจะวัดปริมาณของไอออนเฉพาะเพื่อระบุเอกลักษณ์และความเข้มข้นของธาตุ
2. ความไวและขีดจำกัดการตรวจจับ:
ICP-OES มีความไวต่ำกว่า ICP-MS และโดยทั่วไปมีขีดจำกัดการตรวจจับที่สูงกว่า มักใช้สำหรับการใช้งานที่ยอมรับความไวต่ำได้ เช่น การวิเคราะห์ธาตุที่มีความเข้มข้นสูงเป็นประจำ ช่วงไดนามิกเชิงเส้นของ ICP-OES สูงถึงหกอันดับของขนาด ( 10⁶ )
โดยทั่วไป ICP-MS มีความไวสูงกว่าและมีขีดจำกัดการตรวจจับต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ ICP-OES ICP-MS สามารถตรวจจับธาตุในระดับปริมาณน้อยมากและน้อยมากเป็นพิเศษ ซึ่งมักจะต่ำถึงระดับส่วนในล้านล้านส่วน (ppt) หรือต่ำกว่านั้น ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องการความไวสูง ICP-MS แยกอะตอมหรือไอออนตามอัตราส่วนมวลต่อประจุ และให้ข้อมูลไอโซโทปที่มีค่า ICP-MS มีช่วงไดนามิกเชิงเส้นที่กว้างกว่า ICP-OES สูงถึงแปดอันดับความ magnitude (10⁸ )ในเครื่องมือปัจจุบัน
3. การครอบคลุมธาตุ:
ICP-OES เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ธาตุหลายชนิดพร้อมกันทั่วทั้งตารางธาตุ สามารถวิเคราะห์ธาตุได้หลากหลาย ทั้งธาตุหลักและธาตุปริมาณน้อย ในการวิเคราะห์เพียงครั้งเดียว
ICP-MS สามารถวิเคราะห์ธาตุได้หลากหลายยิ่งขึ้น แต่ก็อาจมีข้อจำกัดสำหรับธาตุบางชนิดเนื่องจากการรบกวนจากไอโซบาริกหรือปัจจัยอื่นๆ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษสำหรับธาตุที่ตรวจจับได้ยากในความเข้มข้นต่ำโดยใช้เทคนิคอื่นๆ
4. การเตรียมตัวอย่าง:
ทั้งสองเทคนิคใช้กระบวนการที่คล้ายคลึงกัน โดยทั้งสองเทคนิคส่วนใหญ่มักต้องใช้การย่อยด้วยกรดของตัวอย่างของแข็งหรือการสร้างไฮไดรด์เพื่อการแยกและการวิเคราะห์ตัวอย่างอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น สารหนู ซีลีเนียม พลวง บิสมัท ดีบุก เจอร์มาเนียม และเทลลูเรียม อย่างไรก็ตาม ICP-MS ต้องการการเตรียมตัวอย่างที่เข้มงวดกว่า:ICP-MS อาจต้องเจือจางตัวอย่างมากกว่า ICP-OES เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนจากส่วนประกอบในเมทริกซ์ที่มีความเข้มข้นสูง (เครื่องวิเคราะห์มวลสารมีความไวต่อผลกระทบจากเมทริกซ์มากกว่า)
ICP-MS มีความไวต่อปริมาณของแข็งที่ละลายทั้งหมด (TDS) สูง จึงจำเป็นต้องเจือจางตัวอย่างมากขึ้น
5. การรบกวนและผลกระทบจากเมทริกซ์:
ทั้งสองเทคนิคอาจได้รับผลกระทบจากการรบกวนและผลกระทบจากเมทริกซ์ ICP-MS มีแนวโน้มที่จะเกิดการรบกวนจากไอโซบาริกมากกว่า ซึ่งไอออนที่มีมวลเท่ากันจะรบกวนการวัด ส่วน ICP-OES อาจเกิดการรบกวนทางสเปกตรัมเนื่องจากเส้นการปล่อยแสงทับซ้อนกัน

จะเลือกอย่างไรดี?
การเลือกใช้ระหว่าง ICP-OES และ ICP-MS ขึ้นอยู่กับความต้องการในการวิเคราะห์เฉพาะของห้องปฏิบัติการของคุณ รวมถึงความไวที่ต้องการ ช่วงของธาตุ และสิ่งรบกวนที่อาจเกิดขึ้นในการวิเคราะห์ ICP-MS นิยมใช้สำหรับการวิเคราะห์ธาตุปริมาณน้อยด้วยความไวสูง ในขณะที่ ICP-OES มักใช้สำหรับการวิเคราะห์หลายธาตุในงานประจำที่ความเข้มข้นสูงกว่า

ปัจจัยอื่นๆ ที่ต้องพิจารณา ได้แก่ จำนวนตัวอย่างที่ทดสอบต่อวัน มาตรฐานการทดสอบตามข้อกำหนดทางกฎหมายที่เกี่ยวข้อง และแน่นอน งบประมาณของห้องปฏิบัติการ การเลือกใช้ระบบ ICP-MS ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่คุณภาพสูง จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและประหยัดค่าใช้จ่ายให้กับห้องปฏิบัติการของคุณ

เทคนิคใดเหมาะสมกับงานและงบประมาณของคุณมากที่สุด?