Analýza nanočástic hmotnostní spektrometrií SALD ICP

Bc. Kristýna Dlabková

Master's thesis

Nanoparticle analysis using SALD ICP mass spectrometry

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá detekcí a charakterizací zlatých nanočástic (AuNP) pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP MS) využívající techniku laserové desorpce za účasti substrátu (SALD) pro zavádění vzorku do plazmatu. Navazuje tak na moji bakalářskou práci, kde byl stanoven limit detekce metody SALD ICP MS pro zlato 0,6 fg odpovídající průměru AuNP přibližně 40 nm. Podmínky, zejména průtoky plynů argonu a helia, rychlost posunu vzorku a hustota zářivé energie laseru, byly optimalizovány pro dosažení co nejvyšší transportní účinnosti a zamezení dezintegrace nanočástic v průběhu desorpce. Jako modelové vzorky pro optimalizaci podmínek byly použity komerčně dostupné 50 nm AuNP. Následně byla metoda použita pro 80 nm AuNP. Transportní účinnost pro měřené AuNP byla 37 % pro 50 nm a 53 % pro 80 nm. Optimální hustota zářivé energie laseru byla v rozmezí 0,1 – 1,0 J.cm-2. Výsledky získané technikou SALD byly průběžně porovnávány s běžnější alternativou pro zavádění vzorku do ICP MS, rozprašováním roztoku nanočástic běžným zmlžovačem.

Abstract:

This diploma thesis deals with detection and characterization of gold nanoparticles (AuNPs) using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP MS) with substrate-assisted laser desorption technique (SALD) for sample introduction. This work follows my bachelor thesis, where the limit of detection of SALD ICP MS technique was determined to be 0,6 fg corresponding to a nanoparticle about 40 nm in diameter. Conditions including gas flow rates of argon and helium, sample scan rate and laser power density were optimized in order to gain the highest AuNPs transport efficiency and avoid AuNP disintegration within the desorption step. Commercially available 50 nm AuNPs were used as model samples for the optimization of conditions. Consequently, the method was applied to 80 nm AuNPs. Transport efficiency was 37 % for 50 nm AuNPs and 53 % for the 80 nm ones. Optimal laser power density was found to be in the range 0.1 – 1.0 J.cm-2. The results obtained with SALD technique were compared with a more common alternative, nebulizer ICP MS.

Keywords

Zlaté nanočástice, detekce, charakterizace, laserová desorpce za účasti substrátu, SALD, hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem, ICP MS, optimalizace podmínek, Gold nanoparticles, detection, characterization, substrate assisted laser desorption, inductively coupled plasma mass spectrometry, optimization of conditions

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2015
• Supervisor: prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry