L’ICP-MS o spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente è una tecnica ampiamente utilizzata nei laboratori di analisi chimiche nella determinazione di metalli a concentrazione molto basse, nell’ordine delle parti per miliardo (1 :1.000.000.000)
In questa Review approfondiremo l’utilizzo della tecnica ICP-MS e perché è cosi diffusa nei laboratori di analisi.
ICP-MS
La tecnica ICP-MS combina l’utilizzo di un plasma ad altissime temperature e di uno spettrometro di massa. All’interno di una torcia in quarzo, alloggiata nello strumento, il gas Argon viene scaldato attraverso un meccanismo che sfrutta radiofrequenze e magnetismo, fino a raggiungere temperature superiori ai 6.000 °C. A queste temperature, che in natura si riscontrano sulla superficie del sole o all’interno del nucleo terrestre, viene generato un plasma.
Il plasma è uno dei 4 stadi della materia ed è composto da elettroni liberi, ioni positivi e atomi o molecole con carica neutra. Gli ioni sono atomi o raggruppamenti di atomi che hanno assunto una o più cariche elettriche. Nel nostro caso, solo gli ioni caricati positivamente vengono selezionati per entrare nello spettrometro di massa mentre le specie neutre, prive di carica elettrica, vengono scartate tramite specifici meccanismi. All’interno dello spettrometro di massa, gli ioni entrano in uno spazio di vuoto in cui vengono sottoposti a un raffinatissimo campo elettrico che riesce a separarli con altissima precisione. Gli ioni, infine, colpiscono un rilevatore che ne misura l’intensità. Maggiore sarà l’intensità di segnale di uno ione, maggiore sarà la sua concentrazione.
Il plasma dell’ICP-MS
L’ICP-MS è largamente impiegato in diversi campi per l’analisi dei metalli. Tra i principali ambiti di applicazione rientrano quello ambientale, alimentare, farmaceutico, metallurgico e nucleare. È interessante ricordare che i principi di questa tecnica sono stati sfruttati nel progetto Manhattan per l’arricchimento dell’uranio finalizzato allo sviluppo della bomba atomica. Ciò permise agli Americani di battere sul tempo i Tedeschi che usavano una tecnica di arricchimento basata sulla distillazione. Ad oggi è severamente vietato arricchire uranio sfruttando l’ICP-MS e viene permesso solo in casi particolari.