ICP-MS/MS -tekniikan hyödyntäminen nanohiukkasanalyysissä

Abstract

Nanohiukkasten lisääntynyt käyttö kuluttajatuotteissa on nostanut erilaisten nanohiukkasten määrää ympäristössä. Tämän seurauksena ihmiset sekä eliöt näissä ympäristöissä altistuvat nanohiukkasille yhä kasvavissa määrin. Joidenkin nanohiukkasten kuten titaanidioksidin TiO2 ja piidioksidin SiO2 tiedetään olevan terveysriski ihmisille, mutta näiden nanohiukkasten vaikutuksista esimerkiksi vesieliöihin ei ole vielä tutkittu tarpeeksi. Lisäksi monien muiden nanohiukkasten kokonaisvaltaisia vaikutuksia ympäristöön tulisi tutkia tarkemmin, jotta ymmärtäisimme nanohiukkasten leviämisestä johtuvat riskit meitä ympäröiville ekosysteemeille.

Nykymenetelmillä nanohiukkasten määrittäminen ympäristönäytteistä ja kuluttajatuotteista on hyvin haastavaa erilaisten häiriötekijöiden ja monimutkaisten näytematriisien takia. Tämän tutkielman tarkoitus on esittää potentiaalinen menetelmä, jolla nanohiukkasia voitaisiin karakterisoida nopeasti ja tarkasti monista erilaisista näytteistä.

Tässä tutkielmassa tarkastellaan nanohiukkasten käyttökohteita sekä luodaan katsaus nykypäivän menetelmiin, joilla nanohiukkasia voidaan karakterisoida. Tutkielmassa esitetään induktiivisesti kytketty plasma massaspektrometrin (ICP-MS) toimintaperiaate, siihen kuuluvat tärkeimmät komponentit sekä miten induktiivisesti kytketty plasma tandem massaspektrometri (ICP-MS/MS) eroaa tavallisesta ICP-MS-yksiköstä. Tutkielman keskipiste on arvioida ICP-MS/MS-tekniikan potentiaalia nanohiukkasanalyyseissä sekä sen mahdollisia etuja verrattuna muihin analyysimenetelmiin. Tutkielmassa esitetään neljä erilaista tutkimusta, joista kahdessa arvioidaan ICP-MS/MS-tekniikan kykyä havaita ja karakterisoida nanohiukkasia, ja kahdessa muussa, kuinka ICP-MS/MS-tekniikkaa on käytetty nanohiukkasten havaitsemiseen ja karakterisointiin ympäristönäytteistä.