ICP-MS와 결합된 레이저 어블레이션과 질소 Purge 가스
레이저 어블레이션(Laser ablation: 레이저절삭)은 고체 시료를 (전처리 과정 없이) 직접적으로 샘플을 확보할 수 있는 방법으로 분석 화학에서 인기를 얻기 시작하고 있습니다.
레이저 어블레이션(Laser ablation)에 대한 설명과 슬로베니아 국립 화학 연구소에서 레이저 어블레이션에 질소 퍼지 가스를 사용한 사례를 소개해 드립니다.
레이저 어블레이션(Laser Ablation) 과정
레이저 어블레이션(Laser ablation)은 레이저 빔을 이용하여 시료로부터 질량의 일부를 제거하는 방법으로 고체 시료의 동위원소 및 원소 분석을 위한 샘플을 준비하는 과정입니다.
레이저 어블레이션(Laser ablation)을 활용한 분석에는 분광분석을 하는 LIBS(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)
와 질량분석을 하는 LA-ICP-MS(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass spectrometry)가 있습니다.
샘플이 고출력 레이저 에너지에 노출될 때, 샘플 표면으로부터 광자방출(photon emission)을 통해 분광분석을 할 수 있으며 이는 LIBS(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)
으로 알려져 있습니다.
LA-ICP-MS 과정에서는 어블레이션(절삭)된 미립자가 순차적으로 유도결합 플라즈마 질량분석기(Inductively Coupled Plasma-Mass spectrometry)의 2차 여기원(excitation source)으로 전달 되어 질량분석을 하게 됩니다.
레이저 절삭과 결합된 ICP-MS(LA-ICP-MS)의 장점은 뛰어난 분석 기술로 10억분의 1 수준의 화학 분석을 할 수 있으며 기존의 복잡한 시료 전처리 과정을 제거할 수 있습니다.
이러한 LA-ICP-MS이점은 샘플 분석과정이 필요 없거나 최소 수준으로 줄일 수 있으며 샘플 오염의 위험을 줄일 수 있고 무엇보다 샘플로부터 분리시킬 수 없는 물질의 분석을 가능하게 해줍니다. 또한 전도성 및 비전도성 샘플을 분석하기 위해 진공 시스템이 필요하지 않고 LA-ICP-MS 결과는 몇 초 내에 실시간으로 확인할 수 있습니다.
질소 제너레이터와 레이저 어블레이션
LA-ICP-MS의 레이저 절삭과정에서 레이저 빔의 일부를 막기 위해 퍼지 가스로 질소 가스를 사용해야 합니다. Teledyne사의 레이저 어블레이션을 사용하고 있는 슬로베니아 국립 화학 연구소는 optical beam-train을 보호하기 위해 레이저 어블레이션에 Peak의 Genius 1053 질소 제너레이터를 최근 사용하고 있습니다.
193 나노미터의 고주파 UV 레이저 파장은 optical beam-train에 전달 되고 질소는 공기 중의 산소 및 수증기를 차단해 줘야 합니다. 공기 중의 산소와 수증기는 빔-트레인(bean-train)의 광학적 요소를 약화 시킬 수 있습니다. 또한 연구소의 Vid Simon Šelih 박사에 따르면 빔-트레인(beam-train)아래로 전달되는 레이저 펄스의 에너지 감소를 질소가 막아주게 된다고 합니다.
Genius 1053
Genius 1053은 실험실의 분석 어플리케이션에 분당 20L의 고순도 질소를 공급해 줍니다. 적용 가능한 어플리케이션에는 FT-IR, 레오미터, MP-AES Sulphur Determination, ALD 장비, FT-IR, CD Analyzer등 다양한 어플리케이션에 적용 가능합니다.
- 혁신적인 CMS와 PSA 방식의 질소 생산
- 방음처리 된 챔버에 컴프레서 장착으로 소음과 진동 감소
- 컴프레서 내장형으로 별도의 에어 공급이 필요 없음
- 문제 예방 및 유지 보수 계획을 위한 서비스 안내 기능
- 필요에 따라 즉각적인 가스 공급
- 장착된 바퀴로 실험실에서 이동이 자유로움
- 20L/min @ 100psi
- 99.995% 고순도 질소 공급
자료출처
https://www.peakscientific.com/blog/-laser-ablation-nitrogen-generator-/