ICP-MS

Question 1

Qu’est-ce qui est principalement dosé en ICP-MS?

Answer 1

-éléments traces (ex : cuivre, fer, fluor, manganèse, zinc) (250ug/g matrice)
-éléments ultratraces (arsenic, chrome, molybdène, nickel, sélénium, silicone, vanadium) (moins ug/g matrice)

Question 2

Que cause une déficience en éléments essentiels?

Answer 2

Dificience apporte :
- retard de croissance
-diminution durée de vie
-défaut de reproduction
-perturbation de certaines fonctions biologiques essentielles
-changements pathologiques améliorés par un supplément approprié
-observation chez plus de 3 espèces animales

Question 3

Est-ce que des éléments essentiels peuvent être des éléments traces ou ultratraces?

Answer 3

Oui

Question 4

Quels sont les types d’éléments essentiels? Comment les déterminer?

Answer 4

-Déterminé chez l’homme par études épidémiologiques ou observation auprès de patients avec nutrition parentérale.

Peut être :
-Essentielle
-probablement essentielle
-toxique dont certains peuvent essentielles à des niveaux faibles

Question 5

Pourquoi regarder les éléments essentiels?

Answer 5

-nutrition parentérale
-absorption gastro-intestinale
-histoire d’exposition aigue ou chronique
-maladie génétique (Ex : Wilson)
-protéases orthopédiques

Question 6

Pourquoi les intoxications aux éléments sont difficiles à diagnostiquer? Que faire?

Answer 6

-Intoxication difficile aux éléments difficiles à diagnostiquer vu signes non spécifiques

-mieux d’aller à l’histoire du patient

Question 7

Dans quelles situations rechercher des métaux toxiques?

Answer 7

-maladie rénale idiopathique
-neuropathie périphérique bilatérale
-changement rapide de la fonction mentale
-inflammation aigue de la muqueuse nasale ou du larynx
-histoire d’exposition

Question 8

Comment un métaux peut être toxique?

Answer 8

• liaison covalente avec le souffre des protéines et altère structure tertiaire
  -changement de conformation des protéines engendrant une réponse immunitaire
  -peuvent inhiber certaines enzymes en déplaçant un cofacteur métallique.

Question 9

Comment traiter les intoxications?

Answer 9

-Enlever la source décontamination du G.I. (ex :lavage)
-augmenter l’élimination (ex: chélateur acides biliaires tel que cholestyramine)
-traiter avec antidotes (ex: déféroxamine)

Question 10

Quels échantillons peut-on analyser pour identifier une intoxication?

Answer 10

-Sang
-plasma (bouchon royal)
-urine
-biopsie
-cheveux
-autres.

Question 11

Comment éviter la contamination lors de la prise de sang? Est-ce un grand enjeu?

Answer 11

-Prélève en dernier pour éviter contamination par aiguille et il existe dispositifs en plastique pour remplacer certains métaux.

-Faire très attention aux contaminations (surtout exogène) qui nécessite bcp de questions lors des prélèvements et sont l’enjeu principale des contaminations dans l’analyse des métaux

Question 12

Exemples de contaminations lorsqu’on veut analyser des traces d’éléments?

Answer 12

-plastique
-poussières
-poudres
-métal
-vaisselles

Question 13

Comment transférer échantillon dans le tube pour pré-analytique?

Answer 13

-Inverser tube sang total 8 à 10 fois
-centrifuger et transférer sérum/plasma dans tube avec pipette préalablement rincée avec acide nitrique 0,5% suivi d’eau déminéralisée

Question 14

Dans qu’elle situations regarder par AAS ou ICP-MS des éléments assez abondants?

Answer 14

On dose avec AAS ou ICP-MS si on veut résultat plus spécifique que spectrophotométrique

Question 15

Autres l’ASS et le ICP-MS, quels autres façons peut-on voir s’il y a intoxication d’un élément trace?

Answer 15

Des fois, on dose pas l’élément mais l’effet, comme les hormones thyroïdiennes pour l’iode.

Question 16

Qu’est-ce qui est possible de doser en complément avec les éléments?

Answer 16

-protéines de transport souvent aussi regard lors de dosage avec l’élément (comme transferrine pour le fer)
-regarder créatinine si urinaire.

Question 17

En général, qu’est-ce que l’Absorption atomique au niveau de l’énergie?

Answer 17

-Absorption d’énergie cause un déplacement vers un électron d’énergie supérieure.

-Énergie d’excitation = lumière absorbée

Question 18

Nomme moi deux types d’absorption atomique

Answer 18

-Spectrométrie d’absorption atomique à flamme -spectrométrie d’absorption atomique par four graphite

Question 19

Quels sont les étapes de l’AAS général?

Answer 19

-échantillons en vapeur d’atomes libres
-– mesure absorption d’une lumière à longueur d’onde caractéristique à chaque élément
-– absorption proportionnelle à la concentration d’atomes libres dans le trajet du rayon lumineux.

Question 20

Qu’est-ce que le raie de résonance? Est-ce qu’ils sont spécifiques à chaque substance?

Answer 20

-seulement une petite partie de ce qui est émis à une intensité intéressante = raie de résonance (ligne + intense avec meilleure sensibilité de détection)
-Les raies d’absorption et d’émission sont fortement spécifiques à chaque substance

Question 21

Quels sont les composants d’un AAS à flame?

Answer 21

-Lampe (spécifique pour chaque élément à doser et émet spectre de ligne de l’élément à doser
-atomiseur (échantillons liquides en atome libre)
-monochromateur (isole raie de résonance)
-détecteur
-amplificateur et système d’analyse des données

Question 22

Comment fonctionne le principe de l’AAS à flame?

Answer 22

Lampe
-nébulisateur (aspire échantillon) + brise jet/bille d’impact fractionne échantillons (élimine grosse gouttelettes (puisque serait pas capable de les rendre en atome libre vu courte exposition à la flamme) pour rester les petites gouttelettes
-Petites gouttelettes vont entrer dans la chambre ou le mélange des gaz est fait
– Brûleur (flamme) air/acétylène (2300 C) ou air/oxyde nitreux (2900C) pour doser éléments présents en concentration minimale (mélange avec échantillon)

Question 23

pourquoi utiliser de l’AAS au four?

Answer 23

Plus sensible et complexe avec atomisation électrothermale
-Utilisé lorsque concentrationdu volume trop faible pour la technique à flamme.

Question 24

Étapes de l’AAS au four?

Answer 24

Échantillons déposés – séchage- décomposition – atomisation – pyrolyse

Question 25

Comment diminuer les interférences de matrice causé par l’AAS au four?

Answer 25

-Lors d’atomisation, possible d’ajouter un modificateur de matrice qui va retenir l’élément à analyser à une température plus élevée
– va uniformiser l’espèce chimique de l’élément à mesurer et facilite l’élimination des autres substances de la matrice pendant le traitement thermique de l’échantillon

Permet d’avoir des conditions facilement reproductibles de traitement chimique + atomisation et permet d’éviter des pics de d’autres éléments.

Question 26

Avantages et inconvénients de l’AAS au four?

Answer 26

Avantages :
-Tout échantillon atomisé
-atomes + longtemps dans le trajet
-100-1000 fois plus sensible que la flamme

Désavantages :
-analyse est plus longue
-interférence chimique plus grande de la matrice

Question 27

Comment aider à éviter l’effet de matrice pour l’AAS au four?

Answer 27

-on fait étalonnage souvent avec ajouts dosés

-Fait la courbe à partir des échantillons qui vont être analysé (spike l’échantillon pour faire la courbe)

Question 28

Nomme moi les différents interférences pour l’AAS

Answer 28

-Interférence chimique
-Ionisation
-Interférence de la matrice
-Interférence d’émission
-Interférence spectrale
-Absorption du fond

Question 29

Qu’est-ce que l’interférence chimique pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 29

-Liaison de certains métaux à d’autres espèces chimiques pour former molécules stables qui résistent à dissociation par flamme – réduit le nombre d’atomes libres dans la flamme et ainsi diminue absorbance

• Solution : augmenter température flamme ou addition élément libérateur (ex : Phosphate + calcium forme composé – ajout de bcp de lanthane éliminant interférence des phosphates sur calcium

Question 30

Qu’est-ce que l’interférence d’ionisation pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 30

-Température flamme ou four fournit assez d’énergie pour enlever un électron d’un atome
– production d’un ion + qui n’a pas les mêmes lignes d’absorption que l’atome neutre
-– réduit nombre d’atomes libres neutres dans la cellules d’absorption et ainsi diminue absorbance.

-Solution : ionisation d’un élément réduit par l’ajout en grande quantité d’un autre élément plus facilement ionisable (Na ou K)

Question 31

Qu’est-ce que l’interférence de matrice pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 31

-Causé par différente viscosité ou tension entre étalon et échantillons à cause des différences de concentration d’autres substances ou nature du solvant
-change vitesse d’aspiration des solutions et les caractéristiques de combustion
-Faut rendre étalon le plus similaire possible à l’échantillon

Solution :
-tout réactif ajouté dans les préparations des échantillons doit l’être dans les étalons
-une dilution importante des échantillons rend l’interférence négligeable
-si interférence persiste utiliser méthode des ajouts dosés (au moins 3 mesures par échantillon)

Question 32

Qu’est-ce que l’interférence d’émission pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 32

-Précision analytique peut être compromise dans la flamme lorsqu’un élément à concentration élevée émet fortement dans la bande spectrale passante.

-Solution :
-diminuer largeur de la fente du monochromateur
-diluer échantillon ou changer la longueur d’onde pour mesure l’AA avec perte de sensibilité

Question 33

Qu’est-ce que l’interférence spectrale pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 33

-causée par un élément de la matrice dont la longueur d’onde d’absorption tombe à l’intérieur de la largeur du raie d’absorption de l’élément dosé résultant une fausse élévation des résultats.

Solution :
-Changement de la longueur d’onde pour l’absorbance atomique mais avec baisse de sensibilité.

Question 34

Qu’est-ce que l’interférence absorption du bruit de fond pour l’AAS et nomme moi des solutions pour la corriger?

Answer 34

-peut provenir de la diffusion de la lumière par les petites particules solides et de l’absorption par les molécules qui n’ont pas été atomisées

Solution : les analyseurs doivent avoir un correcteur de fond pour corriger l’interférence

Question 35

Quels sont les correcteur de fond pour corriger interférence d’AAS? Les décrire

Answer 35

-Lampe à émission d’un spectre continu : lampe cathode creuse = bruit de fond + absorption, lampe deutérium = bruit de fond seulement, on fait la différence des deux lampes.

-Effet Zeeman : présence d’un champ magnétique sur des atomes libres apporte à diviser les lignes d’absorption d’une part et d’autre de la ligne originelle proportionnellement à l’intensité du champ magnétique.

Question 36

Quels sont les 2 types de Zeeman?

Answer 36

-Zeeman transversale
-Zeeman longitudinale

Question 37

Qu’est-ce le Zeeman transversale?

Answer 37

-En transversale, le champ magnétique est perpendiculaire au faisceau lumineux, causant un triplet. Dans ce triplet, on y retrouve la composante TT avec la même longueur d’onde que la ligne spectrale originale qui va être polarisée parallèlement au champs magnétique. C’est la longueur d’onde mesurée. On y retrouve de part et d’autre de TT des composantes σ+ et σ- qui vont aussi être polarisé perpendiculairement au champs magnétique.

-De ce fait, on applique un champ magnétique continue au four/flamme et ensuite un polarisateur rotatif devant la cellule d’absorption va recevoir la lumière de la source qui va vibrer dans toutes les directions et polariser dans un sens ou dans l’autre perpendiculairement.

-Lorsque lumière incidence est polarisé parallèlement au champs, elle est absorbée par TT, lorsqu’elle est polarisée perpendiculairement, l’absorption est bloquée par TT, mais absorbée par σ+ et σ-.

-L’absorption de fond vs se faire peu importe la polarisation de la lumière puisqu’elle est difficilement polarisable. De ce fait, l’absorption nette = absorption totales des atomes libres + fond (parallèle) – absorption de fond (perpendiculaire)

Question 38

Expliquer le Zeeman longitudinal

Answer 38

-le champ magnétique est parallèle au faisceau lumineux causant un doublé de chaque part de la ligne spectrale. σ+ et σ- polarisé circulairement au champs magnétique, l’une à droite et l’autre à gauche.

-De ce fait, on applique un champ magnétique par alternance au four/flamme parallèlement au faisceau. Lorsque présence de champs magnétique, la lumière est seulement absorbée par σ+ et σ- donnant seulement une absorbance de fond. Lorsqu’il n’y a pas de champs magnétique, il y a absorption de la lumière par atomes libres et le bruit de fond (pas d’effet Zeeman). Absorption nette obtenu par soustraction.

-Plus sensible et plus grande plage analytique que transverse. De plus, le polarisateur en transverse réduit le flux de lumière jusqu’à 50%, ce qui réduit les performances de l’équipement.

Question 39

Qu’est-ce que l’ICP-OES?

Answer 39

-électron excité par absorption de lumière revient à l’état fondamentale et émet lumière d’émission à une longueur d’onde spécifique.

-Plasma d’argon est utilisé pour désolvater, atomiser et exciter les atomes dans l’échantillon liquide qui a été nébulisé. La lumière émise est mesurée en utilisant une détection optique aux longueurs d’onde caractéristique des éléments.

Question 40

Pourquoi l’ICP-OES n’est pas beaucoup utilisé en clinique?

Answer 40

-puisque bcp d’interférences spectrales

Question 41

Principal avantage de l’ICP-OES

Answer 41

-Principal avantage c’est que cela mesure de façon simultané donc, peut faire bcp d’échantillons par jour.

Question 42

Qu’est-ce que l’ICP-MS?

Answer 42

-Après absorption de l’énergie augmentant ainsi le niveau d’énergie, l’électron quittera l’atome et laissera un ion chargé positivement (ionisation) si l’énergie est assez élevée.

-Permet d’identifier et quantifier par spectrométrie la masse des éléments constituant un échantillon à partir des ions générés par une torche plasma.

Question 43

Quels sont les avantages de l’ICP-MS?

Answer 43

-grande sensibilité et linéarité
-vitesse d’analyse élevée
-quantification multiéléments et analyse des isotopes. T

-Technique qui peut faire pas mal tout avec des couts cliniques bas.

Question 44

Quel est le principe de l’ICP-MS?

Answer 44

-pompe péristatique amène liquide au nébulisateur – production aérosol
-plus petites gouttelettes sont flitrées par chambre de nébulisation et injectées dans torche ICP-MS (seulement 10% des gouttelettes sont correctes)
-plasma sèche les aérosols, dissocie les molécules et ionise les atomes
- ions sont ensuite séparé par m/z

Question 45

Quels sont les étapes retrouvées dans la torche à plasma?

Answer 45

-Argons entrent en collision dans deux tubes de quartz formant de ions Ar+ et une chaleur + de 6000 à 10000k.

Étapes : évaporation – vaporisation –atomisation – excitation – ionisation des composés

Question 46

Qu’est-ce que l’interface du ICP-MS?

Answer 46

Cônes avec ouverture de 1mm qui réduit flux d’ions et permet maintenir vide.

Question 47

Qu’est-ce que les lentilles du ICP-MS?

Answer 47

Tubes métalliques chargés positivement qui guident ions positifs vers quadrupole. Empêchent dispersion du faisceau d’ions positifs. Vide

Question 48

Qu’est-ce que le quadrupole du ICP-MS?

Answer 48

-Spectromètre de masse formé 4 bâtonnets métalliques.
-Sélectionne ions selon m/z et un seul m/z peut travers le quadrupole à chaque moment.
-Détection de tous les ions positifs. m/z =1 à 240 en moins d’une seconde. Vide

Question 49

Comment analyser les résultats du ICP-MS?

Answer 49

-Identification des éléments se fait par les isotopes invididuels, par le ratio entre multiples isotopes fournissant une empreinte.
-Une analyse semiquantitative peut être fait simultanément de plusieurs éléments (nécessite couplage LC ou GC).
-Pour une analyse quantitative, chaque élément est déterminé en comparant les signaux mesurés d’un isotope sélectionné à une courbe étalon.(Un ratio anormal peut indiquer une interférence)

Question 49

Comment calibrer l’ICP-MS?

Answer 49

-Étalon commercial dans la matrice.
-Contrôles commerciaux disponibles
- contrôles de qualité externe du centre de toxico du Québec.

Question 50

Quels sont les interférences pour l’ICP-MS?

Answer 50

-Non spectrales
-Interférences isobariques
-Interférences Polyatomiques
-Interférences doubles charges

Question 51

Comment éviter la majorité des interférences pour ICP-MS?

Answer 51

Ces interférences sont habituellement éliminées en utilisant un Triplequad

Question 52

Qu’est-ce que les interférences non spectrales en ICP-MS et quels sont les solutions?

Answer 52

Effet de matrices

Solutions :
-Dilution (10X à 100X)
-standard interne
-ajouts dosés

Question 53

Qu’est-ce que les interférences isobariques en ICP-MS et quels sont les solutions?

Answer 53

Signaux de 2 éléments différents peuvent se superposer s’ils sont présents dans le même échantillon. Ex : mesure à 114 m/z = 114Cd et 114Sn

Solution :
-Il faudrait ici utiliser une équation de correction 114Cd = mesure au m/z 114 – (0,66/24,22) x (118Sn). ) 0,66 et 24,22 viennent de l’abondance relative du 114Sn et 118Sn.
-Possible aussi de choisir un autre isotope.

Question 54

Qu’est-ce que les interférences polyatomiques en ICP-MS et quels sont les solutions?

Answer 54

ex : analyse d’intérêt = chrome (52Cr), mais il y a interférence par 40Ar12C+

Solution :
-utiliser une cellule de collision pour fragmenter
-choisir un autre isotope.

Question 55

Qu’est-ce que les interférences double charges en ICP-MS et quels sont les solutions?

Answer 55

ex : 138Ba2+ sur 69Ga+

Solution :
-diminué grâce à l’ajout d’une cellule de réaction (cellule de collision) ou diminuer température de la torche pour réduire quantité de molécules avec charge positive produite.

Question 56

Ou mettre la cellule de réaction et quels sont ses mécanismes de fonctionnement?

Answer 56

-entre lentille et qudrupole.
-On y ajoute un gaz comme hélium/hydrogène/ammoniac.

Mécanismes :
1)Molécules positifs interférentes perdent plus d’énergie cinétique que les atomes positifs lors de collision avec atomes du gaz et sont ainsi éliminés.
2) Molécules positives interférentes réagissent avec atomes de gaz ce qui produit d’autres molécules positives ou neutres non interférentes qui ne seront pas détectées.