Avtomatizirana analiza - Univerza v Ljubljani
Avtomatizirana analiza - Univerza v Ljubljani
Avtomatizirana analiza - Univerza v Ljubljani
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Predavatelj: prof. dr. Boris Pihlar<br />
<strong>Univerza</strong> v <strong>Ljubljani</strong><br />
Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo<br />
Univerzitetni študijski program Kemija<br />
Izbirni sklop analizna in anorganska kemija<br />
<strong>Avtomatizirana</strong> <strong>analiza</strong><br />
Seminar 2010<br />
Seminarska naloga je izdelana v okviru študijskih obvez dodiplomskega izbirnega predmeta <strong>Avtomatizirana</strong> <strong>analiza</strong><br />
(30-0641). Delo ni lektorirano ali vsebinsko korigirano s strani predavatelja ali drugih univerzitetnih inštitucij. Avtor in<br />
inštitucija ne jamčita za pravilnost podatkov in navedb ter ne izključujeta možnosti, da so v objavljenem gradivu<br />
napake ali druge nepravilnosti.<br />
Gradivo predstavljeno v tem delu je avtorska lastnina, oziroma last navedenih virov, iz katerih je bilo povzeto.
FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO<br />
NANAŠANJE PIKOLITERSKIH KAPLJIC Z UPORABO<br />
PIKOLITERSKE PIPETE: KONTROLNI PARAMETRI IN APLIKACIJE<br />
V MXRF<br />
Seminarska naloga pri predmetu avtomatizirana <strong>analiza</strong>, naloga je povzeta po članku:<br />
Picoliter Droplet Deposition Using a Prototype Picoliter Pipette: Control Parameters and<br />
Application in Micro X-ray Fluorescence (Fittschen U. E. A.; Havrilla G. J.)<br />
Pripravila: Andreja Kunc<br />
Profesor: Prof. dr. Boris Pihlar<br />
Maj, 2010
UVOD................................................................................................................................................. 3<br />
REZULTATI IN DISKUSIJA..................................................................................................................... 4<br />
1. IZHLAPEVANJE........................................................................................................................ 4<br />
2. KARAKTERIZACIJA SUHIH OSTANKOV...................................................................................... 5<br />
2.1. VELIKOST ........................................................................................................................ 5<br />
2.2. OBLIKA............................................................................................................................ 7<br />
2.3. ELEMENTNA PORAZDELITEV............................................................................................ 8<br />
3. MXRF...................................................................................................................................... 8<br />
3.1. LINEARNI ODZIV.............................................................................................................. 8<br />
3.2. UPORABA RAZLIČNIH SUBSTRATOV................................................................................. 9<br />
3.3. MEJA DETEKCIJE............................................................................................................ 10<br />
4. PRIMERJAVA MED PIKAMI GENERIRANIMI S TIPS IN Z NIST 1833 IN 1832 ............................. 10<br />
ZAKLJUČEK ....................................................................................................................................... 12<br />
LITERATURA..................................................................................................................................... 13<br />
2 (13)
UVOD<br />
V članku je predstavljen Hewlett-Packard-ov prototip pikoliterske pipete, ki služi v analitske namene.<br />
Tehnologija brizganja (inkjet) je široko uporabljana v nanotehnologiji, biotehnologiji in pri raziskavah<br />
elektronskih naprav. Več različic tehnologije brizganja je bilo uspešno uporabljenih na teh področjih.<br />
Čeprav ima ta način nanašanja več prednosti pri naštetih aplikacijah, pa ni bil sistematično ocenjen za<br />
analitske aplikacije.<br />
Uporaba modificiranih brizgalnih tiskalnikov je omejila nadzor nad porabo energije in časa, ki<br />
spremlja proces nastajanja kapljice. Zato natančnejše vrednotenje parametrov, ki spremenijo<br />
rezultat, ni bilo mogoče. To omejitev so avtorji članka presegli z uporabo HP-jevega prototipa<br />
pikoliterske pipete, ki temelji na termalni »inkjet« tehnologiji HP-jevih tiskalnikov (thermal inkjet<br />
picofluidic system – v nadaljevanju TIPS). Ta naprava omogoča kontrolo energije in časa. Avtorji<br />
članka so z uporabo tega sistema pokazali, da je izhlapevanje pomemben parameter pri kontroli<br />
količine analita, ki smo ga nanesli. Seveda pa veliko parametrov še vedno ostaja neraziskanih.<br />
MXRF (micro X-ray fluorescence) je danes zelo zaželjena tehnika, saj je nedestruktivna, priprava<br />
vzorca pa ni zahtevna. Uporabljajo jo na več področjih, v medicini, biologiji in pri <strong>analiza</strong>h objektov, ki<br />
so del kulturne dediščine. Morda najbolj poznana uporaba MXRF pa je pri določanju prstnih odtisov.<br />
Kljub vsestranski uporabi pa največji problem predstavlja pomankanje kalibracijskih metod in<br />
materialov, zato so to tehniko lahko opredelili le kot semikvantitativno. Standardi ki so bili do sedaj v<br />
uporabi so bile npr. folije, na katere je nanešen en sam element, ali pa tanke plasti, ki vsebujejo okoli<br />
sedem elementov (NIST 1832 in 1833). Seveda pa se je vedno pojavil problem pri primerjavi vzorca z<br />
elementno sestavo, ki je drugačna od tiste na standardu.<br />
Avtorji članka, ki ga predstavljam so količino nanešenega vzorca s TIPS določili z MXRF. Pokazali so, da<br />
MXRF zagotavlja zadostno natančnost, da lahko detektiramo tudi pikogramske količine elementov,<br />
posledično lahko nanosi narejeni s TIPS služijo kot referenca pri MXRF. To pa, glede na malo<br />
komercialno dostopnih mikro-homogenih referenc, pomeni velik napredek.<br />
3 (13)
REZULTATI IN DISKUSIJA<br />
1. IZHLAPEVANJE<br />
Rezultati kažejo, da ima izhlapevanje glavni vpliv na natančnost rezultatov pri uporabi »TIPS«. Opazili<br />
so, da se tako velikost nanosa, kot tudi odziv z MXRF spreminja glede na »tihi« čas (čas brizganja<br />
kapljice). Daljši ko je čas, večji je nanos. Opazili so tudi, da sta intenziteta in premer prvega nanosa<br />
vedno večja od vseh naslednjih, če se vmes ne očisti šobe. Da bi potrdili ta opažanja, so avtorji članka<br />
natančno preiskali območja, ki so jih natisnili s tihim časom 1000 milisekund in 77 milisekund.<br />
Uporabili so nikljeve raztopine. Krajši, ko je bil tihi čas, manjša je bila intenziteta nanosov opazovanih<br />
z MXRF. Ta pojav lahko razložimo z izhlapevanjem topila (najpogosteje vode) med tihim časom. Manj<br />
topila namreč vodi do povečane koncentacije raztopine elementa v šobi in zato tudi do višjih signalov<br />
pri MXRF analizi. Ta hipoteza je bila potrjena še z dodatnimi <strong>analiza</strong>mi: brizganje vzorcev so izvedli pri<br />
različnih relativnih vlažnostih. Rezultati, ki jih je dala MXRF <strong>analiza</strong> so na slikah 1 in 2.<br />
Nanosi z dolgim tihim časom (1s) nam kažejo dve značilnosti: količina nanešenega Ni narašča od prve<br />
nanešene kapljice pa do zadnje, manjša pa se z večanjem relativne vlažnosti. Nanosi s krajšim tihim<br />
časom pa nam dajejo manjše intenzitete. Naraščanje signala z številom nanosov ni bilo opaženo,<br />
razlike intenzitet nanosov pri različnih relativnih vlažnostih pa so prav tako zanemarljive.<br />
Slika 1: Slike Ni Kα flourescence nanosov na ultralenski film. Nanešen je bil Ni s koncentracijo 10 g/L,<br />
volumen kapljice je bil 10 pL v skupinah 10 x 10. Zgornje slike prikazijejo rezultate pri tihem času 1000<br />
ms, spodnje pa pri 77 ms. Relativna vlažnost narašča od leve proti desni (18%, 35%, 65% in 99%).<br />
4 (13)
Slika 2: Signali sedmih nanosov znotraj skupine (1, 9, 19, 29, 60, 89 in99). Modri rombi – 1000 ms in<br />
18%, roza kvadrati – 1000 ms in 35%, rumeni trikotniki – 1000 ms in 65%, svetlomodri križi – 1000 ms<br />
in 99%. 77 ms: vijolična – 18%, rjava – 35%, zelena – 65% in modra – 99%.<br />
V suhi atmosferi postaneta izhlapevanje topila iz šobe in čas med brizganjem pomembna. Hitrejše ko<br />
je vbrizgavanje, manj se izgubi topila zaradi izhlapevanja.<br />
Iz opisanega je jasno, da izhlapevanje znatno vpliva na analizo. Intenziteta nanosa s tihim časom 1000<br />
ms, pri relativni vlažnosti 18% je bila kar 3 krat višja od nanosa s tihim časom 77 ms. Trikatno<br />
povečanje intenzitete pa odraža trikratno povečanje koncentracije. Če bi torej tihi čas povečali na<br />
nekaj minut, bi to pomenilo povečanje koncentracije za kar desetkrat.<br />
Da bi obdržali izhlapevanje pod nadzorom, bi morali povečati relativno vlažnost. Redki laboratoriji so<br />
opremljeni s komorami za nadzor relativne vlažnosti, poleg tega pa bi velik problem povzročali tudi<br />
korozija in nastajanje aerosola, ki bi lahko kontaminiral vzorce. Torej je najbolj priročen parameter, s<br />
katerim bi zreducirali izhlapevanje, zmanjšanje tihega časa.<br />
V ta namen so brizgali vzorce z različnimi tihimi časi. Ugotovili so, da ni bistvenih razlik v intenzitetah,<br />
tako v suhi kot v vlažni atmosferi, če je tihi čas največ 130 ms.<br />
2. KARAKTERIZACIJA SUHIH OSTANKOV<br />
Velikost suhih ostankov je pomembna lastnost, ki nam pomaga pri razumevanju analitskega<br />
rezultata. Ko ti ostanki služijo kot referenčni material, nam bo njihova velikost povedala, ali za analizo<br />
lahko uporabimo celoten vzorec ali pa le del. V članku so raziskovali premer, obliko in elementno<br />
porazdelitev nanosov.<br />
2.1. VELIKOST<br />
Velikost suhih ostankov so raziskovali s pomočjo svetlobnega mikroskopa. Nanosi so vsebovali 2040,<br />
1020, 408, 204, 102, 20.4, 10.2 in 2 pg niklja. Raztopine so bile naslednjih koncentracij: 10, 5, 2, 1,<br />
0.1, 0.05 in 0.01 g/L, nanašali pa so jih v volumnih po 204 pL na polipropilenski film. Za primerjavo so<br />
5 (13)
eno od koncentacij (10 g/L) nanesli v različnih volumnih in so tako dosegli različne količine niklja v<br />
nanosih. Rezultati so predstavljeni na sliki 3.<br />
Slika 3: Premer suhih ostankov (določen iz 6-10 pik) proti absolutni vsebnosti niklja. Roza kvadati<br />
prikazujejo konstanten volumen nanosa, modri rombi pa konstantno koncentracijo.<br />
Graf nam razkrije logaritemsko odvisnost premera od količine nanosa. Vidimo tudi, da se premeri ne<br />
razlikujejo bistveno pri nanašanju s konstantnim volumnom oz. s konstantno koncentracijo. Samo pri<br />
najmanjši količini nanosa niklja je opaziti bistveno razliko, premer je namreč pri seriji s konstantnim<br />
volumnom (204 pL) večji.<br />
Velikost suhih ostankov zavisi tudi od lastnosti in hrapavosti površine substrata, na katerega<br />
nanašamo elemente. Da bi si razjasnili tudi to, so nikljeve raztopine nanašali na različne substrate.<br />
Uporabili so: ultralenski film, AP1 film, akrilno steklo in Si-ploščico. Poleg tega, bi na velikost suhega<br />
ostanka lahko vplival tudi volumen kapljice, zato so isto količino niklja nanesli z 204 in 10 pL šobo na<br />
isti substrat. Rezultati so podani na sliki 4.<br />
100 pg- 100 pg- 100 pg- 100 pg- 100 pg- 10 pg- 10 pg-<br />
10 pL- 10 pL- 10 pL- 10 pL- 204 pL- 204 pL- 10 pL-<br />
Si-ploščica akrilno steklo ultralen Ap1 Ap1 Ap1 ultralen<br />
Slika 4: Premer suhih nanosov brizganih v volumnih 204 in 10 pL na različnih substratih.<br />
6 (13)
Rezultati nam razkrijejo, da so suhi nanosi na Si-ploščici večjih premerov kot na polimernih filmih.<br />
Tudi nanosi na akrilnem steklu so večji kot nanosi na polimernih filmih. Ta pojav lahko razložimo z<br />
različnimi kemijskimi lastnostmi substratov. Si-ploščica je prekrita s Si-oksidno plastjo, ki je dokaj<br />
hidrofilna. Akrilno steklo je polimer metil metakrilata, ki je manj hidrofoben kot polipropilenski film,<br />
zaradi esterske skupine. Kamijske lastnosti substrata imajo torej velik vpliv na velikost suhega<br />
ostanka – kapljica hidrofilno površino dobro omoči in se torej bolj razširi.<br />
Skoraj pa ne opazimo razlike, če 100 pg niklja nanesemo na površino v volumnu 10 pL ali pa v<br />
volumnu 204 pL, je pa premer 10 pg niklja nanešenega z 10 ali 204 pL manjši, kar se ujema z rezultati,<br />
ki smo jih že spoznali na sliki 3. Ta lastnost bi se verjetno spremenila, če bi npr. 100 pg nanesli v veliko<br />
večjem volumnu (100 nL).<br />
2.2. OBLIKA<br />
Debelino in obliko suhega ostanka so določili na nikljevih nanosih na Si ploščici, v volumnu 10 pL so<br />
nanesli koncentracije: 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 5 in 10 g/L, uporabili so AFM (atomic force<br />
microscopy). Rezultati so predstavljeni na sliki 5. Na sliki 6a je prikazana slika nanosa 0,1 pg niklja, na<br />
sliki 6b pa višinski profil le tega.<br />
Slika 5: Povprečna višina nanosa (µg) proti količini niklja (pg).<br />
a b<br />
Slika 6: Nikljev nanos (0,1 pg).<br />
7 (13)
Debelina suhih nanosov se spreminja od 100 nm (0,1 pg Ni) pa do 2 µg (100 pg Ni). Debelina znotraj<br />
samega nanosa variira za ±70 nm. Odraz tega je visoka relativna deviacija za majhne količine<br />
nanosov. Krivulja, ki jo dobimo, ko nanašamo debelino v odvisnosti od količine, je podobna tisti na<br />
sliki 3.<br />
2.3. ELEMENTNA PORAZDELITEV<br />
Za mikroskopske analizne tehnike, ki ponujajo višjo prostorsko resolucijo kot je npr. 10 – 50 µm, je<br />
homogenost posušenega nanosa kritična. Elementna porazdelitev vsakega suhega ostanka zahteva<br />
boljšo prostorsko resolucijo kot jo dosežemo Auger-jevim elektronskim mikroskopom, ki so ga<br />
uporabili avtorji članka. Začetni rezultati raziskav nikljevih nanosov (25 fg Ni) na Si ploščici so<br />
pokazali homogeno porazdelitev elementov. Če uporabimo analizo Si, lahko debelino nanosa<br />
ocenimo. Si v vzorcu ni prisoten, je pa vseeno na območju vzorca prisoten signal za Si, domnevajo, da<br />
ta signal izhaja iz substrata. To pa namiguje, da je nanos tanjši od 2 nm, kolikor prodre Auger.<br />
3. MXRF<br />
3.1. LINEARNI ODZIV<br />
Suhe ostanke, generirane s »TIPS«, bi lahko uporabili kot referenco pri <strong>analiza</strong>h z MXRF, vendar pa<br />
sta tu natančen nanos in točen odziv izredno pomembna. Avtorji članka so preverili linearnost odziva<br />
MXRF. Uporabili so nikljeve raztopine različnih koncentracij, ki so jih brizgali v istem volumnu (204 pL)<br />
in raztopine iste koncentracije, ki so jih brizgali v različnih volumnih. Poleg tega so uporabili tudi<br />
multielementni standard (vseboval je Ca, Cs, Ir, Mn, K in Fe), ki so ga nanesli v različnih volumnih.<br />
Multielementni standard je vseboval 0,27 g/L K, 0,28 g/L Ca, 0,93 g/L Cs, 0,39 g/L Mn, 0,39 g/L Fe in<br />
1,35 g/L Ir. Analizirali so 6-10 pik na vsakem območju. Rezultati, ki so jih pridobili so prikazani v tabeli<br />
1 in na sliki 7 (območje štetja je povezano z volumni, ki so jih določili s tehtanjem). Vse kapljice so<br />
nanesli na AP1 film. Rezultati so pokazali zelo dobro linearnost (tabela 1). Velika natančnost analize<br />
posameznih kapljic (4-14%) in linearnost signala na območju 2 pg do 2 ng mase elementa kaže na to,<br />
da postavitev kapljic ni izvor signifikantnih napak.<br />
Tabela 1: Linearni odziv<br />
element/substrat korelacijski koeficient relativna standardna deviacija<br />
Ni/AP1 film 0,9991 25% (2 pg) – 1% (1 ng)<br />
K, Ca, Cs, Mn, Fe, Ir/AP1 film K: 0,9999 40% (1,5 pg) – 7% (56 pg)<br />
Ca: 0,9999 31% (2,8 pg) – 8% (57 pg)<br />
Cs: 0,9998 14% (5 pg) – 4% (190 pg)<br />
Mn: 0,9999 9% (2 pg) – 5% (79 pg)<br />
Fe: 0,9999 7% (2 pg) – 4% (80 pg)<br />
Ir: 0,9919 17% (8 pg) – 7% (275)<br />
8 (13)
Slika 7: Rezultati MXRF analize kapljic multielementne raztopine nabrizganih v volumnih 1, 5, 10, 35,<br />
220 pL na AP1 film.<br />
3.2. UPORABA RAZLIČNIH SUBSTRATOV<br />
Uporaba »TIPS« omogoča uporabo različnih substratov, torej tudi takih, ki se ujemajo s tistimi na<br />
katerih so realni vzorci. Vzorci aerosolov so npr. navadno nanešeni na filtre, narejene iz PVC-ja,<br />
papirja, teflona ali aluminija. Ti substrati so tanjši od AP1 filma, papir pa tudi zelo dobro absorbira.<br />
Raztopino niklja (10 g/L) so nabrizgali v različnih volumnih (10, 28, 204 pL) na papirni filter, PVC filter,<br />
aluminijasti filter in na teflonski filter, da bi raziskovali MXRF signal, ki ga dajo suhi ostanki nanešeni<br />
na tipične substrate, uporabljene za zbiranje aerosolov. Rezultati so prikazani v tabeli 2. Relativna<br />
standardna deviacija naraste do 24% za 90 pg niklja nanešenega na filter papir. Meritve so pokazale,<br />
da je debelina nanosa v tem primeru okoli 100 µm, vendar je suhe ostanke še vedno moč detektirati<br />
kot posamezne nanose z prej omenjeno natančnostjo. To pa ne bi bilo izvedljivo, če bi uporabili<br />
nanoliterske oz. mikroliterske volumne, saj pride do prevelike migracije analita v vodni raztopini. PVC,<br />
ki je največ uporabljen kot substrat pri lovljenju aerosolov, kaže dobro linearnost (R 2 =0,9997). Suhi<br />
ostanki na teflonu se verjetno vežejo in gibljejo po površini, zato je avtorjem članka detektiranje<br />
posameznih nanosov predstavljalo veliko težavo. Razlog se najverjetneje skriva v hidrofobičnosti<br />
površine teflona. Detekcija nikljevih suhih ostankov na aluminiju je ovirana zaradi uklona signala na<br />
aluminiju. Posledica tega je velika standardna deviacija za Al-substrat. Predvsem pri detekciji suhih<br />
ostankov na teflonu in aluminiju bo potrebnih še več nadaljnih raziskav in izboljšav.<br />
Tabela 2: Linearni odziv na različnih substratih<br />
element/substrat korelacijski koeficient relativna standardna deviacija<br />
Ni 10 g/L (9, 28, 204 pL)/filter papir 0,8517 24% (90 pg) – 8% (2 ng)<br />
Ni 10 g/L (9, 28, 204 pL) Al-folija 0,9324 60% (90 pg) – 11% (280 pg)<br />
Ni 10 g/L (9, 28, 204 pL)/Si-ploščica 0,9400 16% (2 ng) – 2% (90 pg)<br />
Ni 10 g/L (9, 28, 204 pL)/PVC filter 0,9997 20% (2 ng) – 13% (280 pg)<br />
9 (13)
3.3. MEJA DETEKCIJE<br />
Mejo detekcije se je gibala med 3 pg in 600 fg, odvisna pa je bila od signala ozadja. Signal ozadja se<br />
zmanjša z zmanjšanjem nanešene mase, torej tudi z zmanjšanjem nanosa. Na sliki 8 so meje detekcije<br />
nanešene v odvisnosti od signala ozadja. Rezultati kažejo, da imajo nanosi, ki vsebujejo nižje količine<br />
niklja tudi nižje signale ozadja. Izjema je le nanos 10 pg niklja, ki kaže nenavadno visoko ozadje. Pojav<br />
lahko razložimo s tem, da je bil AP1 film poleg nanosa nekoliko raztrgan. Vendar pa nam to namigne,<br />
da signal ozadja nastane iz celotnega osvetljenega območja (okoli 50 µm premera). 2040 pg skoraj v<br />
celoti prekrije to območje, 20 pg pa zgolj 1/100. To nas vodi do zaključka, da je ozadje bolj odvisno od<br />
samega nanosa, kot pa od substrata.<br />
Slika 8: Meje detekcije<br />
4. PRIMERJAVA MED PIKAMI GENERIRANIMI S TIPS IN Z NIST 1833 IN 1832<br />
Pikoliterske kapljice so avtorji članka primerjali s tankimi filmi NIST 1833 in 1832, ki pogosto služijo<br />
kot standardi pri <strong>analiza</strong>h MXRF. Te materiale pripravijo z brizganjem elementov v steklenem<br />
matriksu, da nastane približno 0,55 µm debela plast na polikarbonatnem filtru. Vsebnost elementov<br />
proizvajalci podajajo v masnih procentih in se jih nato za posamezne primere izračuna. NIST 1832<br />
sestavljajo Al (9,4%), Si (22,2%), Ca (12,1%), V (2,7%), Mn (2,8%), Co (0,62%) in Cu (1,5%), NIST 1833<br />
pa Si (21,9%), K (10,9%), Ti (8,0%), Fe (9,1%), Zn (2,6%) in Pb (10,8%). Homogenost filma so preverili<br />
in ugotovili, da odgovarja Gaussovi porazdelitvi.<br />
»TIPS« NANOSI: Pripravili so multielementno raztopino (2 seriji), ki je imela podobne vsebnosti<br />
elementov, kot NIST standarda. Raztopina je vsebovala Al, Ca, Ti, Fe, Zn in Pb, nanesli so jo na AP1<br />
film z 204 pL šobo. Absolutne vsebnosti elementov so bile torej 298 pg Al, 384 pg Ca, 71 pg Ti, 267 pg<br />
Fe, 76 pg Zn in 318 pg Pb. Povprečni premer suhega ostanka je bil 38,5±0,5 µm in je bil torej pri<br />
meritvi v celoti osvetljen (nominalni premer žarka je 50µm). 6-10 suhih ostankov so nato analizirali z<br />
MXRF in rezultate podali v nanogramih.<br />
NIST STANDARDI: Ker je koncentracija standarda podana v µg/cm 2 , je potrebna točna določitev<br />
osvetljene površine, da je možno primerjanje. Avtorji članka so ugotovili, da je bil rezultat veliko bolj<br />
točen, če so to izvedli za vsak element posebej, torej so nanesli raztopine posameznih elementov na<br />
10 (13)
AP1 film in nato izvedli meritev. Rezultati so pokazali, da odvisnost energije in premera osvetlitve ni<br />
linearna, temveč eksponentna.<br />
Rezultate analiz suhih ostankov multielementne raztopine, pripravljenih s TIPS so nato primerjali z<br />
rezultati analize NIST standardov (slika 9). Vrednosti NIST 1833 in 1832, ki so jih izračunali iz<br />
eksperimentalno določenih velikosti osvetljenega področja (s pomočjo suhih nanosov), se zelo dobro<br />
ujemajo z rezultati suhih ostankov: razlika je manjša od 10%. Vrednosti, določene s pomočjo linearne<br />
ekstrapolacije pa se razlikujejo za približno 30%. Ti rezulati nam razkrivajo možnost, da bi majhne<br />
nanose različnih elementov lahko uporabili tudi v analitske namene.<br />
Slika 9: MXRF odziv: NIST 1833, 1832 določen z linearno ekstrapolacijo (modrečrte), NIST 1833, 1832<br />
določen eksperimentalno (modra barva), multielementna raztopina nanešena s TIPS, serija 1 (rdeče<br />
črte), multielementna raztopina nanešena s TIPS, serija 2 (oranžna barva).<br />
11 (13)
ZAKLJUČEK<br />
V članku, ki ga predstavljam so avtorji pokazali, da suhi ostanki eno ali multielementnih raztopin, ki<br />
jih generiramo s TIPS, lahko služijo kot referenca pri MXRF. MXRF, ki je bolj uporabljen za kvalitativni<br />
»mapping«, bi tako služil tudi za kvantitativni »mapping«. Prednosti uporabe TIPS so predvsem v<br />
tem, da reference lahko pripravimo na praktično kakteremkoli substratu. Slednje so avtorji dokazali<br />
na primeru polimernega filma, filter papirja, aluminijeve folije in silicijeve ploščice.<br />
Pristop s pomočjo pikoliterske pipete nam pri MXRF omogoča tudi določanje parametrov kot sta<br />
meja detekcije in občutljivost. Natančnost doziranja so preverili z uporabo MXRF in ugotovili, da je od<br />
4 do 14%. Standardna deviacija za nanose pripravljene na AP1 filmu je 1-5 pg za večino analiziranih<br />
elementov.<br />
Avtorji so nas tudi prepričali, da ima izparevanje topila iz šob TIPS-a velik vpliv na količino nanosa in<br />
mora zato biti upoštevano pri kalibracijskih namenih. Minimalno izparevanje je prisotno, če kapljice<br />
nanašamo s tihim časom 130 ms ali manj.<br />
Karakterizacija suhih ostankov je pokazala, da so premeri od 5 do 50 µm in višine od 100 nm do 3 µm<br />
za nikljeve nanose mase 1 pg do 2 ng. To nam pove, da so pikoliterske kapljice uporabne za<br />
kalibracijo z MXRF instrumenti, ki imajo fokalno odprtino velikosti 10-50 µm, ti pa so tudi<br />
najpogosteje v uporabi.<br />
Natančnost meritev so pokazali s primerjavo z NIST 1833 in 1832 standardoma.<br />
12 (13)
LITERATURA<br />
1. Fittschen U. E. A.; Havrilla G. J.; Picoliter Droplet Deposition Using a Prototype Picoliter<br />
Pipette: Control Parameters and Application in Micro X-ray Fluorescence, 2010, 82, 297-306<br />
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Micro-X-ray_fluorescence (1.6.2010)<br />
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Inkjet_printer (1.6.2010)<br />
13 (13)