Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

+ Mẫu sữa bột được lấy tại một số nhà trẻ và nhà dân trên địa bàn Thành phố Hà Nội, mẫu được lấy khoảng 250 – 300g cho vào túi nilon có mép gấp để tránh không khí lọt vào trong.

+ Mẫu sữa nước được mua tại các cửa hàng trên địa bàn Thành phố Hà Nội.

Các mẫu được bảo quản ở nơi khô thoáng, tại phòng phân tích chất lượng môi trường của Viện Công Nghệ Môi Trường.

3.1.1. Chuẩn hóa số khối - Tunning

Bước đầu tiên khi phân tích trên ICP-MS đó là chuẩn hoá số khối (Tunning). Mỗi đồng vị có một số khối nhất định tuy nhiên không thể chuẩn hoá toàn bộ các nguyên tố mà việc chuẩn hoá phải thực hiện theo từng khoảng từ số khối nhỏ tới số khối lớn. Các nguyên tố dùng cho chuẩn hoá số khối gồm có: He(3,016), Mg(23,985), Rh(102,905), Ce(139,905), Pb(207,977), U(238,05) có nồng độ 10 ppb hay (10 ng/mL). Các nguyên tố này có số khối từ nhỏ tới lớn bao phủ được toàn bộ các nguyên tố khác. Sau khi chuẩn hóa số khối ta tiến hành tối ưu các điều kiện phân tích. Hình ảnh chuẩn hoá số khối như trong hình 3.1 sau:

Tốc độ khí mang có ảnh hưởng rất lớn tới hiệu suất tạo sol khí, nếu tốc độ khí nhỏ hiệu quả tạo sol sẽ kém, tuy nhiên nếu tốc độ khí quá lớn sẽ kéo theo một lượng đáng kể oxy, điều này là không mong muốn trong Plasma, việc có mặt oxy sẽ tạo ra một lượng oxit cản trở tới phổ, oxit của nguyên tố này có số khối trùng với số khối của nguyên tố khác. Việc khống chế tốc độ khí mang dựa vào tỉ số CeO/Ce, tốc độ khí mang hợp lí nhất sẽ cho tín hiệu cao nhất nhưng tỉ số CeO/Ce nhỏ hơn 0,03. Sử dụng dung dịch chuẩn Ce 10 ng/mL làm dung dịch để khảo sát. Kết quả khảo sát ở bảng 3.1 và thể hiện trên hình 3.2 cho thấy khi tốc độ khí mang tăng từ 0,3 tới 1,2 lít/phút với khoảng thay đổi 0.025 lít/phút thì tín hiệu của Ce (hạt/giây-cps) tăng dần nhưng tín hiệu của CeO cũng tăng dần. Khi tốc độ khí đạt giá trị 0,50 lít/phút thì tín hiệu Ce không tăng nữa mà giảm khi tốc độ khí tăng. Tuy nhiên, tín hiệu CeO vẫn tăng và tăng nhanh và điều này làm cho tỉ số CeO/Ce tăng nhanh vượt quá tỉ lệ cho phép. Như vậy, tốc độ khí mang phù hợp để có được độ nhạy lớn nhất mà không ảnh hưởng tới việc tạo oxit là: 0.50 lít/phút.

Hình 3.2. Tỉ lệ cường độ tín hiệu theo tốc độ khí mang

Năng lượng là yếu tố quyết định trong quá trình nguyên tử hoá hay ion hoá mẫu. Nguồn năng lượng ICP có ưu việt hơn hẳn so với các thiết bị khác. Nhiệt độ trong tâm Plasma có thể đạt từ 6000^oC đến 10000^oC cao hơn hẳn AAS (3000^oC). Trong máy ICP-MS, nguồn năng lượng phụ thuộc vào công suất của máy phát cao tần. Khảo sát công suất của máy phát cao tần RF từ 700 đến 1200 W với thay đổi 25 W một lần cho thấy công suất của máy phát cao tần RF tối ưu là 1000W (Cường độ tín hiệu của Rh cao nhất). Sử dụng dung dịch chuẩn Rh 10 ng/mL làm dung dịch để khảo sát. Kết quả bảng 3.2 cho thấy khi công suất máy phát cao tần tăng thì tín hiệu Rh tăng nhưng đến một ngưỡng mà công suất tiếp tục tăng thì quá trình ion hóa sẽ tạo ra ion 2+ và tín hiệu của ion 1+ sẽ giảm. Vì vậy, mức công suất 1000W là tối ưu nhất.

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát công suất máy phát cao tần

Hệ thấu kính điện tử - ion có tác dụng chọn và hội tụ chùm ion. Ngoài ra, nó còn có tác dụng hạn chế không cho các photon, các điện tử và phần tử trung hoà đi vào buồng phân giải phổ và tác động vào detector. Hoạt động của hệ thấu kính được điều khiển bởi thế đặt vào. Qua khảo sát thế điều khiển tối ưu là 7,2 volt – Cường độ tín hiệu của Rh cao nhất.

Trong phân tích ICP-MS sử dụng khí Ar tinh khiết có giá thành cao, công suất của máy phát cao tần lớn vì vậy chi phí vận hành cũng được đặt ra. Trong đó thời gian phân mẫu càng giảm thì sẽ càng giảm được chi phí phân tích.

Như vậy, ta thấy thời gian phân tích rất quan trọng, nếu ta thu nhận tín hiệu khi mà đồng vị chưa tới bộ nhân quang điện thì tín hiệu sẽ rất nhỏ. Nhưng nếu ta kéo dài quá thì gây lãng phí chi phí phân tích. Thời gian phân tích tối ưu cho tất cả các mẫu với nồng độ cao là 35- 40 giây và với nồng độ thấp là 5 – 7 giây.

Khi phân tích xong một mẫu thì để phân tích mẫu tiếp máy phải được đặt thời gian rửa sạch mẫu. Thời gian này cũng ảnh hưởng tới giá thành giống thời gian phân tích mẫu nên cũng cần tối ưu để giảm thiểu chi phí phân tích và đảm bảo mẫu phân tích trước không gây bẩn cho mẫu phân tích tiếp theo. Thời gian rửa sạch mẫu được khảo sát đối với mẫu hàm lượng cao để áp dụng cho tất cả các mẫu. Hàm lượng mẫu khảo sát rửa sạch với U là 100ppm. Kết quả khảo sát thay đổi 5 giây/lần thu được như trong bảng 3.4 và hình 3.7.

Hình 3.7. Kết quả khảo sát thời gian rửa sạch mẫu với nồng độ cao 100 ppm

Như vậy, thời gian rửa sạch mẫu cho mẫu có hàm lượng cao như ²³⁸U có nồng độ 100ppm là 40- 45 giây. Để đảm bảo kết quả phân tích thì thời gian rửa sạch mẫu được lựa chọn là 45 giây. Trường hợp mẫu phân tích trước có hàm lượng cao hơn 100ppm thì cần xem xét kết quả của mẫu tiếp theo.

• 
  Kết luận: Kết quả khảo sát các điều kiện phân tích tối ưu trên thiết
  

3.2. Nghiên cứu phân hủy mẫu

Phá mẫu hệ hở

Kết quả phân tích mẫu không thêm và mẫu thêm chuẩn với hai mức khác nhau cho thấy hiệu suất thu hồi với mỗi nguyên tố là khác nhau tuy nhiên tất cả các kết quả đều nằm trong khoảng cho phép từ 80 đến 118%, kết quả được trình bầy trong bảng 3.6.

 Phá mẫu hệ kín

Cân 0,2 gam sữa bột hoặc lấy 10 mL sữa tươi vào các bình phân hủy mẫu của lò vi sóng SW-4 khác nhau, một nửa số mẫu thêm 25 L dung dịch chuẩn (Pb 2 ppm, Cd 1 ppm, Zn 100 ppm), một nửa số mẫu còn lại không thêm chuẩn. Từng cặp mẫu thêm chuẩn và không thêm chuẩn được thêm 5ml axit các loại axit HNO₃, HCl, H₃PO₄, H₂SO₄, hỗn hợp HNO₃ và HCl (tỷ lệ 1:3), hỗn hợp HNO₃ và H₂O₂ (tỷ lệ 4:1), hỗn hợp HNO₃ , H₂SO₄ và HF (tỷ lệ 4:1:1) và phân hủy trong lò vi sóng. Sau khi phân hủy mẫu được hòa tan và định mức tới 25 ml bằng nước cất và đem phân tích trên thiết bị ICP-MS. Tính toán hiệu suất thu hồi theo công thức.

H = [(C_{thêm chuẩn}g/L– C _{không thêm chuẩn} g/L)x V_{mẫu định mức} L]/m_{chuẩn thêm vào} (g) x 100 (%)