Low-level speciated analysis of Cr(III) and Cr(VI) using LC(IC)-ICP-MS
Aplikace | 2012 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Chrom se v přírodě vyskytuje ve dvou hlavních oxidačních formách – trivalentním Cr(III), který je esenciálním stopovým prvkem, a hexavalentním Cr(VI), jenž je prokázaným karcinogenem. Rozlišení těchto dvou forem je zásadní pro hodnocení rizik v pitné vodě, životním prostředí, potravinách i farmaceutických výrobcích. Regulace limitem 50–100 µg/L v pitné vodě a návrh kalifornské agendy na 0,02 µg/L vyžadují vysoce citlivé a spolehlivé analytické postupy.
Cílem studie bylo vyvinout rutinní, rychlou a citlivou metodu pro simultánní stanovení Cr(III) a Cr(VI) v různorodých vodních matricích. Metoda kombinuje aniontovou chromatografii s hmotnostní spektrometrií po excitaci ICP-MS využitím kolizně-reakčního buněčného systému ORS3 v heliovém režimu. Dále byl optimalizován postup pro ultra-stopovou detekci Cr(VI) na úrovni jednotek ng/L.
Pro oddělení forem chromu byla zavedena aniontová výměnná LC kolona (Agilent polyhydroxymethacrylate 4,6 × 30 mm) s mobilní fází 5 mM EDTA (2Na) – 5 mM NaH₂PO₄/15 mM Na₂SO₄, pH 7, průtok 1,2 mL/min, objem injekce 100 µL. Chrom(III) se před analýzou komplexoval s EDTA, aby vznikl aniontický komplex. Oddělený eluát byl veden do ICP-MS Agilent 7700x s ORS3 buněčným systémem v heliovém režimu, RF výkon 1550 W, detekce izotopů ⁵²Cr a ⁵³Cr.
Metoda dosáhla mez detekce <200 ng/L pro obě formy při 100 µL injekci. V praxi na třech minerálních vodách (včetně silně mineralizované s >450 ppm Ca a >1000 ppm síranů) byla prokázána stabilita po 8 hodinách analýzy (n=30) s RSD <2,5 %. Přidání EDTA zabránilo vzájemné přeměně Cr forem. Pro specifickou detekci Cr(VI) byla mobilní fáze upravena a objem injekce zvýšen, což zlepšilo DL na 0,008 µg/L a zachovalo tvar píku i v přítomnosti vysokých koncentrací aniontů. Kalibrace v rozsahu 0,05–1,00 µg/L vykázala linearitu >0,9995. Aplikace na kalifornské vodní vzorky ukázala koncentrace Cr(VI) nad navrhovanou mezí 0,02 µg/L, přičemž spike recovery byly v rozmezí 92–99 %.
Metoda umožňuje rychlou (cca 3 min) a citlivou speciační analýzu Cr(III)/Cr(VI) v různých vodných matricích. Je vhodná pro rutinní monitorování kvality pitné vody a průmyslových odpadních vod, splňuje přísné legislativní limity a podporuje ochranu veřejného zdraví.
Vyvinutá LC-ICP-MS metoda s ORS3 v heliovém režimu prokázala vysokou citlivost, selektivitu a stabilitu při separaci a detekci Cr(III) a Cr(VI). Schopnost dosáhnout detekce Cr(VI) na úrovni jednotek ng/L ji předurčuje k aplikacím dle nejpřísnějších zdravotních limitů.
HPLC, ICP/MS, Speciační analýza
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Chrom se v přírodě vyskytuje ve dvou hlavních oxidačních formách – trivalentním Cr(III), který je esenciálním stopovým prvkem, a hexavalentním Cr(VI), jenž je prokázaným karcinogenem. Rozlišení těchto dvou forem je zásadní pro hodnocení rizik v pitné vodě, životním prostředí, potravinách i farmaceutických výrobcích. Regulace limitem 50–100 µg/L v pitné vodě a návrh kalifornské agendy na 0,02 µg/L vyžadují vysoce citlivé a spolehlivé analytické postupy.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout rutinní, rychlou a citlivou metodu pro simultánní stanovení Cr(III) a Cr(VI) v různorodých vodních matricích. Metoda kombinuje aniontovou chromatografii s hmotnostní spektrometrií po excitaci ICP-MS využitím kolizně-reakčního buněčného systému ORS3 v heliovém režimu. Dále byl optimalizován postup pro ultra-stopovou detekci Cr(VI) na úrovni jednotek ng/L.
Použitá metodika a instrumentace
Pro oddělení forem chromu byla zavedena aniontová výměnná LC kolona (Agilent polyhydroxymethacrylate 4,6 × 30 mm) s mobilní fází 5 mM EDTA (2Na) – 5 mM NaH₂PO₄/15 mM Na₂SO₄, pH 7, průtok 1,2 mL/min, objem injekce 100 µL. Chrom(III) se před analýzou komplexoval s EDTA, aby vznikl aniontický komplex. Oddělený eluát byl veden do ICP-MS Agilent 7700x s ORS3 buněčným systémem v heliovém režimu, RF výkon 1550 W, detekce izotopů ⁵²Cr a ⁵³Cr.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda dosáhla mez detekce <200 ng/L pro obě formy při 100 µL injekci. V praxi na třech minerálních vodách (včetně silně mineralizované s >450 ppm Ca a >1000 ppm síranů) byla prokázána stabilita po 8 hodinách analýzy (n=30) s RSD <2,5 %. Přidání EDTA zabránilo vzájemné přeměně Cr forem. Pro specifickou detekci Cr(VI) byla mobilní fáze upravena a objem injekce zvýšen, což zlepšilo DL na 0,008 µg/L a zachovalo tvar píku i v přítomnosti vysokých koncentrací aniontů. Kalibrace v rozsahu 0,05–1,00 µg/L vykázala linearitu >0,9995. Aplikace na kalifornské vodní vzorky ukázala koncentrace Cr(VI) nad navrhovanou mezí 0,02 µg/L, přičemž spike recovery byly v rozmezí 92–99 %.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlou (cca 3 min) a citlivou speciační analýzu Cr(III)/Cr(VI) v různých vodných matricích. Je vhodná pro rutinní monitorování kvality pitné vody a průmyslových odpadních vod, splňuje přísné legislativní limity a podporuje ochranu veřejného zdraví.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření metodiky na víceprvkovou speciační analýzu kovů a jejich sloučenin.
- Automatizace a on-line monitoring ve výrobních procesech i v terénu.
- Integrace s mikrofluidními a miniaturizačními technologiemi pro minimalizaci vzorku.
- Vývoj přenosných ICP-MS systémů pro rychlou detekci v terénu.
- Analýza nanočástic a nových forem chromu v životním prostředí.
Závěr
Vyvinutá LC-ICP-MS metoda s ORS3 v heliovém režimu prokázala vysokou citlivost, selektivitu a stabilitu při separaci a detekci Cr(III) a Cr(VI). Schopnost dosáhnout detekce Cr(VI) na úrovni jednotek ng/L ji předurčuje k aplikacím dle nejpřísnějších zdravotních limitů.
Použitá instrumentace
- HPLC Agilent 1200 s bio-kompatibilním kitem (PEEK komponenty).
- Aniontová kolona Agilent polyhydroxymethacrylate 4,6 × 30 mm (p/n G3268-80001).
- ICP-MS Agilent 7700x s Octopole Reaction System (ORS3) v heliovém módu.
- Agilent LC-ICP-MS spojovací sada.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of Hexavalent Chromium in Drinking Water by Ion Chromatography (IC)–ICP-MS
2021|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Determination of Hexavalent Chromium in Drinking Water by Ion Chromatography (IC)–ICP-MS Fast, sensitive, and accurate measurement of Cr(VI) using a Metrohm 940 IC coupled to the Agilent 7800 ICP-MS Introduction Authors Yan Cheung , Jayesh Gandhi ,…
Klíčová slova
mrl, mrltap, tapiii, iiiwater, waterspecies, speciesrpir, rpirspike, spikeicp, icprecovery, recoverydrinking, drinkingconcentration, concentrationedta, edtachromium, chromiumepa, epamrls
Ion Chromatography (IC) ICP-MS for Chromium Speciation in Natural Samples
2005|Agilent Technologies|Aplikace
Ion Chromatography (IC) ICP-MS for Chromium Speciation in Natural Samples Application Environmental Authors Tetsushi Sakai Agilent Technologies Musashino Center Building 1-19-18 Naka-cho Musashino-shi Tokyo 180-0006 Japan Ed McCurdy Agilent Technologies Lakeside, Cheadle Royal Business Park Stockport United Kingdom Steve Wilbur…
Klíčová slova
iii, iiispecies, speciesmineral, mineralspike, spikeedta, edtacounts, countswater, watericp, icpchromium, chromiumisis, isisoriginal, originalspikes, spikesunspiked, unspikednatural, naturalconcentration
Speciation of Cr(III) and Cr(VI) by IC-ICP-MS and Empower 3
|PerkinElmer|Postery
Speciation of Cr(III) and Cr(VI) by IC-ICP-MS and Empower 3 1 2 Simone Korstian , Thomas Kolb , and Helmut Ernstberger 3 Introduction Experimental Setup Results Speciation analysis for chromium is increasingly becoming a regulatory requirement to assess the quality…
Klíčová slova
edta, edtaiii, iiispeciation, speciationcomplexation, complexationstdvalue, stdvaluenexion, nexionspike, spikecarried, carriedvalue, valueinfluence, influenceboth, bothchromium, chromiumspecies, speciesexperiments, experimentslpanel
Chromium Speciation of Drinking Waters by IC-ICP-MS
2021|Shimadzu|Postery
Haihan Chen - [email protected] Chromium Speciation of Drinking Waters by IC-ICP-MS Haihan Chen, Jonathan Peters, Hui Guo, Craig Young, and Ruth Marfil-Vega. Shimadzu Scientific Instruments, 7102 Riverwood Dr, Columbia, MD 21046, USA Introduction Table 1. Operating conditions of Shimadzu Prominence…
Klíčová slova
iii, iiichromium, chromiumtap, tapicpms, icpmswater, watersetting, settingintensity, intensityparameter, parameterexists, existsrecovery, recoveryspeciation, speciationfortified, fortifiedwell, wellseparate, separatecations