Ekstremalne wyzwania dotyczące czystości i higieny laboratorium do analizy ultra-śladów

(Prawa autorskie: Montanuniversität Leoben)

Spektrometria masowa z indukcyjnie sprzężonym plazmą (ICP-MS: inductively coupled plasma mass spectrometry) jest obecnie tak czuła, że można osiągnąć ultradrobne stężenia poniżej ppt (parts per trillion; części na bilion; ng/kg lub pg/g). Aby jednak móc w pełni wykorzystać możliwości tej metody, laboratorium analityczne musi być odpowiednio przystosowane, ponieważ pojedynczy cząsteczek z otoczenia może już zanieczyścić próbkę analityczną na tyle, że wynik nie będzie mógł być wykorzystany. Jak łatwo można unikać cząsteczek, pokaże przykład z Katedry „Chemii Ogólnej i Analitycznej” (AAC) na Uniwersytecie Górniczym w Leoben (MUL), Austria.(1) MUL opowiada się za systemami zorientowanymi na obieg zamknięty i badaniami materiałowymi w duchu „Circular Engineering” i jest znane jako „Uniwersytet Surowców” Austrii.

Po powołaniu prof. Prohaski na stanowisko kierownika katedry AAC w Leoben, konieczna była kompleksowa modernizacja budynku chemicznego MUL, ponieważ m.in. miały zostać stworzone warunki czystego pomieszczenia, aby móc obsługiwać kilka urządzeń ICP-MS. Pożądane warunki czystego pomieszczenia udało się osiągnąć m.in. dzięki 8 laminar flow boxom firmy Spetec GmbH, co pozwoliło na lokalne uzyskanie klasy czystości pomieszczenia (ISO 5). Najprecyzyjniejsze urządzenie to wysokorozdzielcze ICP-MS z układem detektora wielokolumnowego, które umożliwia bardzo precyzyjne określenie stężenia pierwiastka w zakresie ppt oraz jego skład izotopowy. Na katedrze AAC obecnie bada się artefakty archeologiczne sprzed 7000 lat z wykopalisk osady w Niederösterreich (Asparn), analizując izotopy strontu (87Sr/86Sr) w zębach i kościach, i porównując je z otoczeniem. Ponieważ znaleziska kostne wskazują na działania wojenne, pojawia się pytanie, skąd pochodzili napastnicy i jakie relacje handlowe były już wtedy ustalone. W tym celu konieczne jest pomiar różnic w stosunkach izotopowych w zakresie ppm na podstawie mikroskopijnych próbek (najmniejsze otwory w zębach). Każde zanieczyszczenie musi być wykluczone, aby nie zatarły się ślady sprzed tysięcy lat.

Firma Spetec GmbH posiada wieloletnie doświadczenie zarówno w spektroskopii atomowej, jak i w rozwoju oraz zastosowaniu urządzeń do czyszczenia pomieszczeń i oczyszczania powietrza dla chemii analitycznej, co pozwoliło na szybkie i niedrogie uzyskanie wymaganej czystości w laboratoriach.

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