Что такое внутренний стандарт?
Что такое внутренний стандарт в ИСП-МС?
Внутренний стандарт (Internal Standard, IS) — это изотоп/элемент, который не является анализируемым компонентом (non‑analyte) и который добавляют во все растворы: в холостой раствор (blank), калибровочные стандарты и образцы перед измерением. Его задача — не «калибровать прибор заново», а исправлять (компенсировать) изменения чувствительности во время анализа.
Зачем он нужен?
Мы знаем, сколько внутреннего стандарта добавили -> смотрим, как меняется его сигнал -> считаем, что то же самое влияние (дрейф/подавление) действует и на элементы рядом по массе и по «поведению» в плазме -> поправляем рассчитанные концентрации аналитов.
Программное обеспечение ИСП МС делает это автоматически: оно сравнивает интенсивность внутреннего стандарта в образце с его интенсивностью в калибровочных растворах и на этой основе корректирует концентрации аналитов в неизвестных пробах.
Для чего внутренний стандарт применяют в ИСП МС:
1. Компенсация матричного подавления (matrix suppression)
Матрица — это всё «нецелевое» в растворе: соли, кислоты, органика и т.д.
В ИСП МС матрица может давать разные типы подавления: физическое подавление (sample transport effect) - меняется образование капель в распылителе или отбор аэрозоля в распылительной камере — и до плазмы доходит меньше образца;
подавление через изменение условий ионизации в плазме, особенно заметное, например, при изменении концентрации кислоты или соли.
Классический и самый рутинный способ компенсировать именно такие «физические» матричные эффекты — внутренняя стандартизация: небольшую группу элементов добавляют (обычно на уровне ppb) в бланк, стандарты и образцы, чтобы корректировать изменения отклика из‑за матрицы.
2. Компенсация дрейфа сигнала во времени
ИСП МС может «уплывать» по чувствительности в длительных сериях: меняется распыление, слегка зарастает интерфейс, на конусах/ионной оптике откладываются соли и т.д.
Внутренняя стандартизация применяется и для компенсации долгосрочного дрейфа, который возникает из‑за матричных компонентов, медленно частично блокирующих отверстия конусов (sampler/skimmer). Даже если суммарные растворённые вещества обычно держат низко, нестабильность со временем всё равно возможна.
3. «Страховка» для полуколичественного режима (semiquant)
В полуколичественном анализе (когда прибор опирается на сохранённую таблицу отклика, а не на полноценную калибровку) внутренний стандарт нужен прежде всего как непрерывная компенсация дрейфа или матричного подавления в заданном диапазоне масс.
Если внутренний стандарт один — все массы корректируются одинаково; если их несколько (что рекомендуют при широком диапазоне масс), программа интерполирует коррекцию по близости массы аналита к ближайшему внутреннему стандарту.
Что может быть внутренним стандартом?
В ИСП МС внутренним стандартом чаще всего становится изотоп элемента, который
На практике обычно добавляют 3–4 внутренних стандарта, чтобы закрыть низкие, средние и высокие массы анализируемых элементов.
В книге приведён список часто используемых внутренних стандартов/масс, которые хорошо себя зарекомендовали, например:
⁹Be, ⁴⁵Sc, ⁵⁹Co, ⁷⁴Ge, ⁸⁹Y, ¹⁰³Rh, ¹¹⁵In, ¹⁶⁹Tm, ¹⁷⁵Lu, ¹⁸⁷Re, ²³²Th.
Как внутренний стандарт «исправляет» результат?
Механика коррекции в ИСП МС обычно выглядит так:
Вы добавили внутренние стандарты во все растворы одинаково.
Программа выбирает, какой внутренний стандарт «закреплён» за какой группой элементов (часто по массе и по сходству поведения в плазме). Для количественного анализа внутренние стандарты подбирают именно по сходству характеристик ионизации с аналитами, а элементы «разбивают» на группы вокруг каждого ВС.
Если матрица или дрейф «просадили» сигнал, это видно по тому, как изменился сигнал ВС.
Программа использует изменение отношения «аналит / внутренний стандарт» и корректирует итоговую концентрацию.
Внутренний стандарт (Internal Standard, IS) — это изотоп/элемент, который не является анализируемым компонентом (non‑analyte) и который добавляют во все растворы: в холостой раствор (blank), калибровочные стандарты и образцы перед измерением. Его задача — не «калибровать прибор заново», а исправлять (компенсировать) изменения чувствительности во время анализа.
Зачем он нужен?
Мы знаем, сколько внутреннего стандарта добавили -> смотрим, как меняется его сигнал -> считаем, что то же самое влияние (дрейф/подавление) действует и на элементы рядом по массе и по «поведению» в плазме -> поправляем рассчитанные концентрации аналитов.
Программное обеспечение ИСП МС делает это автоматически: оно сравнивает интенсивность внутреннего стандарта в образце с его интенсивностью в калибровочных растворах и на этой основе корректирует концентрации аналитов в неизвестных пробах.
Для чего внутренний стандарт применяют в ИСП МС:
1. Компенсация матричного подавления (matrix suppression)
Матрица — это всё «нецелевое» в растворе: соли, кислоты, органика и т.д.
В ИСП МС матрица может давать разные типы подавления: физическое подавление (sample transport effect) - меняется образование капель в распылителе или отбор аэрозоля в распылительной камере — и до плазмы доходит меньше образца;
подавление через изменение условий ионизации в плазме, особенно заметное, например, при изменении концентрации кислоты или соли.
Классический и самый рутинный способ компенсировать именно такие «физические» матричные эффекты — внутренняя стандартизация: небольшую группу элементов добавляют (обычно на уровне ppb) в бланк, стандарты и образцы, чтобы корректировать изменения отклика из‑за матрицы.
2. Компенсация дрейфа сигнала во времени
ИСП МС может «уплывать» по чувствительности в длительных сериях: меняется распыление, слегка зарастает интерфейс, на конусах/ионной оптике откладываются соли и т.д.
Внутренняя стандартизация применяется и для компенсации долгосрочного дрейфа, который возникает из‑за матричных компонентов, медленно частично блокирующих отверстия конусов (sampler/skimmer). Даже если суммарные растворённые вещества обычно держат низко, нестабильность со временем всё равно возможна.
3. «Страховка» для полуколичественного режима (semiquant)
В полуколичественном анализе (когда прибор опирается на сохранённую таблицу отклика, а не на полноценную калибровку) внутренний стандарт нужен прежде всего как непрерывная компенсация дрейфа или матричного подавления в заданном диапазоне масс.
Если внутренний стандарт один — все массы корректируются одинаково; если их несколько (что рекомендуют при широком диапазоне масс), программа интерполирует коррекцию по близости массы аналита к ближайшему внутреннему стандарту.
Что может быть внутренним стандартом?
В ИСП МС внутренним стандартом чаще всего становится изотоп элемента, который
- не присутствует в ваших образцах (или присутствует на пренебрежимо малом фоне);
- не имеет спектральных наложений со стороны матрицы/аналитов и сам не мешает аналитам;
- не является «типичным загрязнителем» (чтобы случайно не встроить в метод элемент, который постоянно приходит из воздуха/реактивов/посуды);
- подбирается так, чтобы покрыть диапазон масс: внутренние стандарты группируют с аналитами близкой массы;
- имеет похожий потенциал ионизации (и в целом похожие характеристики ионизации), чтобы «вести себя» в плазме сходно с группой аналитов.
На практике обычно добавляют 3–4 внутренних стандарта, чтобы закрыть низкие, средние и высокие массы анализируемых элементов.
В книге приведён список часто используемых внутренних стандартов/масс, которые хорошо себя зарекомендовали, например:
⁹Be, ⁴⁵Sc, ⁵⁹Co, ⁷⁴Ge, ⁸⁹Y, ¹⁰³Rh, ¹¹⁵In, ¹⁶⁹Tm, ¹⁷⁵Lu, ¹⁸⁷Re, ²³²Th.
Как внутренний стандарт «исправляет» результат?
Механика коррекции в ИСП МС обычно выглядит так:
Вы добавили внутренние стандарты во все растворы одинаково.
Программа выбирает, какой внутренний стандарт «закреплён» за какой группой элементов (часто по массе и по сходству поведения в плазме). Для количественного анализа внутренние стандарты подбирают именно по сходству характеристик ионизации с аналитами, а элементы «разбивают» на группы вокруг каждого ВС.
Если матрица или дрейф «просадили» сигнал, это видно по тому, как изменился сигнал ВС.
Программа использует изменение отношения «аналит / внутренний стандарт» и корректирует итоговую концентрацию.