Makishima & Nakamura, Suppression of matrix effects in ICP-MS

Suppression of matrix effects in ICP-MS by high power operation of ICP:
Application to precise determination of Rb, Sr, Y, Cs, Ba, REE, Pb, Th
and U at ng g^-1 levels in milligram silicate samples

Akio Makishima and Eizo Nakamura

The Pheasant Memorial Laboratory for Geochemistry and Cosmochemistry, Institute for Study of the Earth's Interior, Okayama University at Misasa, Misasa, Tottori-ken 682-01, Japan

Abstract
We found that the suppression of signals for 88Sr, 140Ce and 238U in rock solution caused by rock matrix in ICP-MS (matrix effects) was reduced at high power operation (1.7 kW) of the ICP. To make the signal suppression by the matrix negligible, minimum dilution factors (DF) of the rock solution for Sr, Ce and U were 600, 400 and 113 at 1.1, 1.4 and 1.7 kW, respectively. Based on these findings, a rapid and precise determination method for Rb, Sr, Y, Cs, Ba, REE, Pb, Th and U using FI (flow injection)-ICP-MS was developed. The amount of the sample solution required for FI-ICP-MS was 0.2 ml, so that 1.8 mg sample was sufficient for analysis with a detection limit of several ng/g. Using this method, we determined the trace element concentrations in the USGS rock reference materials, DTS-1, PCC-1, BCR-1 and AGV-1, and the GSJ rock reference materials, JP-1, JB-1, -2, -3, JA-1, -2 and -3. The reproducibilities (RSD %) in replicate analyses (n=5) of BCR-1, AGV-1, JB-1, -2, -3, JA-1, -2, and -3 were < 6 %, and typically 2.5%. The difference between the average concentrations of this study for BCR-1 and those of the reference values were < 2%. Therefore, it was concluded that the method can give reliable data for trace elements in silicate rocks.

Résumé
Nous avons constaté que la disparition du signal pour 88Sr, 140Ce et 238U dans des solutions de roches, due à la matrice silicatée (effet de matrice), était moindre si on travaillait avec une puissance élevée de l'ICP (1,7kW). Pour rendre la réduction du signal par la matrice négligeable, les facteurs de dilution (FD) optimaux de la solution silicatée étaient de 600, 400 et 113 pour des puissances de 1,1, 1,4, et 1,7kW respectivement. A partir de ces observations, une méthode rapide et précise de détermination pour Rb, Sr, Y, Cs, Ba, REE, Pb, Th et U, utilisant FI (flow-injection)- ICP-MS a été développée. La quantité d'échantillon nécessaire pour FI-ICP-MS était de 0,2ml, de sorte que 1,8mg d'échantillon pour réaliser une analyse avec une limite de détection de quelques ng/g. Avec cette méthode nous avons déterminé les concentrations en éléments en trace des matériaux de référence de l'USGS: DTS-1, PCC-1, BCR-1 et AGV-1 ainsi que des matériaux de référence du GSJ suivants: JP-1, JB-1,-2,-3, JA-1,-2 et -3. La reproductibilité (RSD%) entre analyses dupliquées (n=5) de BCR-1, AGV-1, JB-1,-2,-3, JA-1,-2, et -3 était systématiquement < 6% et généra-lement autour de 2,5%. La différence entre les concentrations moyennes de cette étude et celles des valeurs de référence étaient < 2%. Nous concluons donc que la méthode peut donner des résultats fiables pour l'analyse d'éléments en trace dans les roches silicatées.

Received 27 Mar 97 - Accepted 18 Aug 97

Geostandards Newsletter: The Journal of Geostandards and Geoanalysis
Vol. 21 No. 2 pp. 307-319 (1997)

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