Desafíos extremos en la pureza y limpieza de un laboratorio para la análisis de ultra-trazas

(Copyright: Universidad de Montaña Leoben)

La espectrometría de masas con un plasma acoplado inductivamente (ICP-MS: espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente) es ya lo suficientemente sensible como para alcanzar niveles ultratraces por debajo de un ppt (partes por billón; partes por billón; ng/kg o pg/g). Sin embargo, para poder aprovechar al máximo la capacidad de detección de este método, el laboratorio de análisis debe estar adecuadamente equipado, ya que una sola partícula del aire ambiente podría contaminar la muestra de análisis de tal manera que el resultado ya no sería válido. Para mostrar lo fácil que es evitar partículas, un ejemplo de la cátedra de "Química General y Analítica" (AAC) de la Universidad de Montaña en Leoben (MUL), Austria, lo ilustra.(1) La MUL representa sistemas orientados al ciclo y la investigación de materiales en el sentido de "Ingeniería Circular" y es conocida como la "Universidad de Recursos" de Austria.

Tras la incorporación del Prof. Prohaska a la cátedra de AAC en Leoben, fue necesaria una renovación integral del edificio de química de la MUL, ya que entre otras cosas, se debían crear condiciones de sala limpia para poder operar varios dispositivos ICP-MS. Las condiciones de sala limpia deseadas se lograron, entre otras cosas, con 8 cabinas de flujo laminar de la empresa Spetec GmbH, logrando así una clase de sala limpia (ISO 5) localmente. El equipo más preciso es un ICP-MS de alta resolución con un detector multicolector, que permite determinar con extrema precisión la concentración de un elemento en el rango de ppt y su composición isotópica. Actualmente, en la cátedra AAC, se analizan artefactos arqueológicos de hace 7000 años, provenientes de una excavación en un asentamiento en Baja Austria (Asparn), mediante la medición de isotopos de estroncio (87Sr/86Sr) en dientes y huesos, y se comparan con el entorno. Dado que los hallazgos óseos indican influencias bélicas, surge la pregunta de dónde procedían los intrusos y qué relaciones comerciales ya estaban establecidas en aquel entonces. Para ello, es necesario medir diferencias en la relación isotópica en muestras diminutas (los agujeros de perforación más pequeños en dientes), en el rango de ppm. Por lo tanto, cada contaminación debe evitarse para que las huellas de hace milenios no se borren.

La empresa Spetec GmbH cuenta con décadas de experiencia tanto en espectroscopía atómica como en el desarrollo y aplicación de sistemas de salas limpias y purificación de aire para la química analítica, por lo que pudo lograr la pureza requerida en los laboratorios de forma rápida y económica.

(1) https://aach.unileoben.ac.at