Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms

Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng kỹ thuật ID-ICP-MS để xác định hàm lượng của

Ce (LREE), Sm (MREE) và Yb (HREE) trong ba mẫu chuẩn địa chất: BHVO-2, BCR-2 và

NIST 2711a. Các thí nghiệm hiệu chuẩn trong kỹ thuật ID như hiệu chuẩn hàm lượng và độ

phổ biến đồng vị tương đối của dung dịch spike đã được tiến hành bằng thực nghiệm. Bên

cạnh đó, nhiễu phổ khối, phân đoạn khối trong ICP-MS cũng được khảo sát, hiệu chỉnh và

bình luận. Lần đầu tiên tại Việt Nam kỹ thuật ID-ICP-MS được áp dụng thành công để xác

định ba nguyên tố đất hiếm Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất có nền là đá basalt (BHVO-2

và BCR-2) với độ chính xác và độ lặp lại cao (< 5%). Đối với mẫu NIST SRM 2711a có nền

là đất, kết quả phân tích có độ lặp lại và độ chính xác xấp xỉ 10%, ngoại trừ kết quả phân

tích Ce với hệ số pha loãng DF ~ 3000, là thấp hơn giá trị thông tin của nhà sản xuất là

15,4%.

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 1

Trang 1

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 2

Trang 2

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 3

Trang 3

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 4

Trang 4

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 5

Trang 5

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 6

Trang 6

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 7

Trang 7

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 8

Trang 8

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 9

Trang 9

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 17 trang minhkhanh 03/01/2022 7980
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms

Sử dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác định hàm lượng Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất bằng Icp - Ms
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
28 
SỬ DỤNG KỸ THUẬT PHA LOÃNG ĐỒNG VỊ ĐỂ XÁC ĐỊNH 
HÀM LƯỢNG Ce, Sm VÀ Yb TRONG MẪU ĐỊA CHẤT 
BẰNG ICP-MS 
Cao Đông Vũa*, Trương Đức Toàna, Nguyễn Đăng Khánhb, Đỗ Tâm Nhâna, 
Võ Trần Quang Tháia, Nguyễn Lê Anha, Nguyễn Việt Đức1a, Nguyễn Giằnga, 
Nguyễn Trọng Ngọa 
aViện Nghiên cứu hạt nhân, Lâm Đồng, Việt Nam 
bHọc viên cao học, chuyên ngành Hóa phân tích, Trường Đại học Đà Lạt, Lâm Đồng, Việt Nam 
*Tác giả liên hệ: Email: caodongvu1@yahoo.com 
Tóm tắt 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng kỹ thuật ID-ICP-MS để xác định hàm lượng của 
Ce (LREE), Sm (MREE) và Yb (HREE) trong ba mẫu chuẩn địa chất: BHVO-2, BCR-2 và 
NIST 2711a. Các thí nghiệm hiệu chuẩn trong kỹ thuật ID như hiệu chuẩn hàm lượng và độ 
phổ biến đồng vị tương đối của dung dịch spike đã được tiến hành bằng thực nghiệm. Bên 
cạnh đó, nhiễu phổ khối, phân đoạn khối trong ICP-MS cũng được khảo sát, hiệu chỉnh và 
bình luận. Lần đầu tiên tại Việt Nam kỹ thuật ID-ICP-MS được áp dụng thành công để xác 
định ba nguyên tố đất hiếm Ce, Sm và Yb trong mẫu địa chất có nền là đá basalt (BHVO-2 
và BCR-2) với độ chính xác và độ lặp lại cao (< 5%). Đối với mẫu NIST SRM 2711a có nền 
là đất, kết quả phân tích có độ lặp lại và độ chính xác xấp xỉ 10%, ngoại trừ kết quả phân 
tích Ce với hệ số pha loãng DF ~ 3000, là thấp hơn giá trị thông tin của nhà sản xuất là 
15,4%. 
Từ khoá: ICP-MS, Pha loãng đồng vị (ID); Các nguyên tố đất hiếm (REEs) 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
29 
USE OF ISOTOPE DILUTION TECHNIQUE FOR 
DETERMINATION OF Ce, Sm AND Yb ABUNDANCES IN 
GEOLOGICAL SAMPLE BY ICP-MS 
Cao Dong Vua*, Truong Duc Toana, Nguyen Dang Khanhb, Do Tam Nhana, 
Vo Tran Quang Thaia, Nguyen Le Anha, Nguyen Viet Duca, Nguyen Gianga, 
Nguyen Trong Ngoa 
aThe Dalat Nuclear Research Institute, Lamdong, Vietnam 
bMaster student, Analytical chemistry, Dalat University, Lamdong, Vietnam 
*Corresponding author: Email: caodongvu1@yahoo.com 
Abstract 
In this study, we used the ID-ICP-MS technique to determine the concentration of Ce (LREE), 
Sm (MREE) and Yb (HREE) in three geological certified reference materials: BHVO-2, BCR-
2. and NIST 2711a. Calibration experiments in the ID technique such as concentration 
calibration and relative isotopic abundance calibration for spike solutions were conducted 
experimentally. In addition, mass spectral interferences, mass fractionation in ICP-MS were 
also investigated, corrected and discussed. For the first time in Vietnam, ID-ICP-MS has 
been successfully applied to determine three rare earth elements Ce, Sm and Yb in basaltic 
geological samples (BHVO-2 and BCR-2) with high accuracy and reproducibility (<5%). 
For the NIST SRM 2711a with soil matrix, the results of the accuracy and reproducibility 
were approximately 10%, except for the obtained result of the Ce, with a dilution factor of 
3000, which was 15.4% lower than the information value. 
Keywords: ICP-MS; Isotope dilution (ID); Rare earth elements (REEs) 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
30 
1. GIỚI THIỆU 
Các nguyên tố đất hiếm (rare earth element – REEs) là một nhóm bao gồm 15 
nguyên tố từ La đến Lu (trong đó, Promethium - Pm là nguyên tố phóng xạ), có số thứ tự 
từ 57 đến 71 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev (Evensen và cộng sự, 1978) và 
bán kính ion giảm liên tục từ 103,2 pm (của La) đến 86,1 pm (của Lu) (De Laeter và cộng 
sự, 2003). Trong một số tài liệu (International Union of Pure and Applied Chemistry - 
IUPAC), các nguyên tố hóa học Sc và Y cũng được xem là thuộc nhóm REE. Đặc tính 
quan trọng của nhóm nguyên tố này là chúng có các tính chất hóa học và vật lý tương tự 
nhau (Evensen và cộng sự, 1978). 
Cùng với sự phát triển khoa học và công nghệ ngày nay, các nguyên tố REEs được 
sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật khác nhau và nhu cầu về đất hiếm 
ngày càng tăng. Trong công nghiệp, REEs được ứng dụng trong công nghệ sản xuất cáp 
quang, chế tạo nam châm vĩnh cửu trong các máy phát điện, sản xuất chất bán dẫn, làm 
chất xúc tác trong công nghệ hóa dầu, ứng dụng trong công nghệ laser, v.v... Trong nông 
nghiệp, REEs được ứng dụng trong các quy trình sản xuất phân bón vi lượng, xử lý hạt 
giống nhằm tăng năng suất cây trồng và kháng sâu bệnh. Trong khoa học, với các đặc 
tính hóa, lý tương tự nhau, REEs được xem như là “chất đánh dấu” tự nhiên và được ứng 
dụng rộng rãi trong nghiên cứu các quá trình tự nhiên như sự hình thành, nguồn gốc và 
quá trình tiến hóa của vật chất trong các hành tinh trong hệ mặt trời cũng như các quá 
trình địa chất trên trái đất, v.v.. (Evensen et al., 1978). Do đó, việc xác định chính xác 
hàm lượng của REEs trong các đối tượng mẫu khác nhau là rất quan trọng. 
Để xác định hàm lượng REEs, có nhiều phương pháp đã được sử dụng như hấp 
thụ nguyên tử (Atomic absorption spectroscopy - AAS), huỳnh quang tia X (X-ray 
fluorescence - XRF), phân tích kích hoạt nơtron (Neutron activation analysis - NAA), 
phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (Inductively coupled plasma atomic emission 
spectroscopy - ICP-AES), khối phổ nhiệt ion (Thermal ionization mass spectrometry - 
TIMS), khối phổ plasma cảm ứng (Inductively coupled plasma mass spectrometry - ICP-
MS), v.v... Trong đó, được sử dụng nhiều nhất là các phương pháp NAA, ICP-AES, TIMS 
và ICP-MS (Shinotsuka và cộng sự, 1995, Shinotsuka K. và Ebihara M., 1997). 
Phương pháp ICP-MS, là một phương pháp phân tích hiện đại có độ nhạy, và độ 
chính xác rất cao, đang được áp dụng rộng rãi tại nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới. 
Đặc biệt, ICP-MS có thể phân tích đồng thời 14 nguyên tố REE với cùng một độ chính 
xác như nhau, điều này rất quan trọng trong nghiên cứu các đối tượng cụ thể (Shinotsuka 
và cộng sự, 1995). Ở thời điểm hiện tại, ICP-MS được xem là một trong những giải pháp 
tối ưu trong bài toán phân tích nguyên tố vết ... đô Tokyo, Nhật 
Bản (TMU), năm 2016; 2 Độ lệch (bias) được xác định theo công thức: [(giá trị đo được-giá trị so 
sánh)×100/Giá trị so sánh]. 
Từ kết quả hiệu chuẩn đối với dung dịch spike Ce trong Bảng 4a. ta thấy rằng giá 
trị hàm lượng Ce trong dung dịch spike tính toán qua quá trình pha loãng (Lý thuyết) từ 
dung dịch spike gốc (stock solution) và giá trị hiệu chuẩn bằng thực nghiệm là rất phù 
hợp, độ sai khác (độ lệch) là rất nhỏ (0,01%). Đối với các kết quả độ giàu đồng vị, các 
giá trị thu được qua nghiên cứu này được so sánh với kết quả do chính tác giả đã xác định 
trên cùng một dung dịch spike gốc tại phòng thí nghiệm Hóa vũ trụ, trường Đại học thủ 
đô Tokyo, Nhật Bản vào năm 2016. Từ bảng kết quả, dễ dàng nhận ra rằng độ phổ biến 
của hai đồng vị 136Ce và 138Ce xác định trong nghiên cứu này có sự sai khác rất lớn so với 
những giá trị tương ứng được xác định vào năm 2016 tại Nhật. Trong khi đó, kết quả thu 
được đối với hai đồng vị còn lại là 140Ce và 142Ce là rất phù hợp so với các kết quả thu 
được tại Nhật (độ lệch < 0,5%). Sự khác biệt trong kết quả độ giàu của hai đồng vị 136Ce 
và 138Ce được nhận định là do hai yếu tố chính: (1) độ giàu của hai đồng vị này trong 
dung dịch spike là rất thấp (0,006% và 0,022%); (2) độ nhạy của thiết bị ICP-MS tại 
Trung tâm Phân tích, Viện NCHN Đà lạt là thấp hơn rất nhiều (khoảng 10 lần) so với 
thiết bị ICP-MS được sử dụng tại Nhật. Tuy nhiên, sự sai khác này là không ảnh hưởng 
đến kết quả của nghiên cứu này. Bởi lẽ, để sử dụng kỹ thuật ID, ta chỉ cần biết chính xác 
giá trị về độ phổ biến của một cặp đồng vị: (1) là đồng vị phổ biến nhất trong tự nhiên 
140Ce (88,45%); và (2) là đồng vị được làm giàu trong dung dịch spike (142Ce, 92,8%). 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
40 
Bảng 4b. Kết quả hiệu chuẩn hàm lượng CS (ppb) và độ phổ biến tương đối (%) của 
dung dịch Sm-spike 
Sm-spike 
CS, ppb Độ giàu đồng vị tương đối, % 
Lý 
thuyết 
Thực 
nghiệm 
144S
m 
147S
m 
148S
m 
149S
m 
150S
m 
152S
m 
154S
m 
Đà Lạt, Việt 
Nam 2039 2006 0,029 0,319 0,507 97,5 0,562 0,695 0,341 
RSD, % 0,3 5,2 0,7 1,6 0,004 0,3 1,4 1,5 
TMU1 0,034 0,322 0,527 97,6 0,558 0,679 0,320 
RSD, % 9,7 4,5 5,7 0,1 2,9 3,4 7,2 
Độ lệch2, % -1,6 -16,0 -0,8 -3,8 -0,01 0,6 2,4 6,3 
Ghi chú: 1,2tương tự phần ghi chú ở Bảng 4a. 
Từ Bảng 4b. cho thấy, kết quả hiệu chuẩn hàm lượng của Sm thu được bằng thực 
nghiệm là thấp hơn giá trị tính toán khoảng 1,6%, sai khác này là không đáng kể và có 
thể chấp nhận được. Đối với kết quả hiệu chuẩn độ phổ biến tương đối các đồng vị của 
Sm trong dung dịch spike, tương tự như trường hợp của Ce, đối với các đồng vị có độ 
giàu thấp (< 1%) như 144Sm (0,034%), 148Sm (0,527%), 150Sm (0,558%), 152Sm (0,679%) 
và 154Sm (0,320%), thì kết quả thu được thường có độ thăng giáng lớn, mà đặc biệt đối 
với các thiết bị ICP-MS có độ nhạy thấp. Đối với hai đồng vị còn lại là 147Sm và 149Sm 
thì kết quả thu được tại Việt Nam và Nhật là có sự phù hợp tốt (độ lệch < 1%). 
Tương tự đối với Ce và Sm, giá trị hàm lượng Yb trong dung dịch spike thu được 
bằng thực nghiệm và giá trị tính toán là phù hợp với nhau trong vòng sai số; các đồng vị 
có độ phổ biến < 1% (168Yb, 170Yb, 176Yb) thì kết quả thu được tại Việt Nam và Nhật bản 
là khá chênh lệch (từ 16,8 đến 74,6%). Đối với các đồng vị còn lại kết quả thu được trong 
nghiên cứu này là hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu được tại Nhật Bản. 
Bảng 4c. Kết quả hiệu chuẩn hàm lượng CS (ppb) và độ phổ biến tương đối (%) của 
dung dịch Yb-spike 
Yb-spike CS, ppb Độ giàu đồng vị tương đối, % 
 Lý thuyết Thực nghiệm 168Yb 170Yb 171Yb 172Yb 173Yb 174Yb 176Yb 
Đà Lạt, Việt Nam 202 196 0,001 0,722 88,2 8,02 1,23 1,44 0,412 
RSD, % 1,4 120 1,8 0,1 0,8 1,5 1,5 2,7 
TMU1 0,005 0,618 88,3 8,01 1,24 1,45 0,341 
RSD, % 8,4 0,9 0,1 0,8 1,2 1,3 1,6 
Độ lệch, % -3,1 -74,6 16,8 -0,2 0,2 -0,6 -0,8 21,2 
Ghi chú: 1,2tương tự phần ghi chú ở Bảng 4a. 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
41 
 Từ những nhận xét ở trên cho thấy rằng, trong điều kiện thí nghiệm tại Trung tâm 
Phân tích, Viện NCHN mặc dù còn có những hạn chế nhất định (độ nhạy của ICP-MS, 
độ sạch của nước, chất lượng axít, v.v..), nhưng kết quả thí nghiệm hiệu chuẩn các dung 
dịch spike là đáng tin cậy và có sự phù hợp tốt với những kết quả thu được từ một phòng 
thí nghiệm chuẩn hóa của Nhật Bản, ngoại trừ những đồng vị có độ phổ biến thấp dưới 
1% (những giá trị này là không sử dụng trong nghiên cứu này như đã giải thích ở trên). 
3. 3. Kết quả phân tích Ce, Sm và Yb trong 03 mẫu CRMs bằng kỹ thuật pha 
loãng đồng vị 
Bảng 5 trình bày số liệu phân tích hàm lượng của Ce, Sm và Yb trong 03 mẫu 
CRMs có chất nền là đá basalt và đất với các hệ số pha loãng DF khác nhau: 3000, 4000 
và 5000. 
Bảng 5. Kết quả phân tích Ce, Sm và Yb bằng phương pháp pha loãng đồng vị 
(ID) 
Các kết quả thu được qua nghiên cứu này được so sánh với các giá trị: (1) giá trị 
chứng nhận (Certified, Wise .A. S. và Watters L. R., Jr., 2009) và giá trị đề nghị 
(Recommended, Plumlee G., 1998a, b); (2) giá trị thông tin mang tính tham khảo 
(Information) của nhà sản xuất. 
 Độ chụm (precision): 
Trong nghiên cứu này, độ chụm của kết quả phân tích được đánh giá qua hai tham 
số độ lặp lại (repeatability) và độ tái lặp (reproducibility). Độ lặp lại của kết quả phân tích 
được xác định bởi độ lệch chuẩn nội (internal Standard Deviation – iSD, 1σ) với n = 3; 
từ dung dịch mẫu gốc, 03 dung dịch mẫu đo được pha với cùng DF và đo trên ICP-MS 
trong cùng một loạt đo, kết quả được tính trung bình ± iSD. Trong nghiên cứu này, độ lặp 
lại của tất cả các kết quả phân tích (iSD) là nhỏ hơn 3%. Điều này cho thấy dung dịch 
mẫu gốc và dung dịch mẫu đo là đồng nhất, cũng như thiết bị ICP-MS sử dụng trong 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
42 
nghiên cứu này có độ ổn định cao. Độ tái lặp của kết quả phân tích được xác định bằng 
độ lệch chuẩn ngoại (external Standard Deviation – eSD, 1σ) với n = 3; từ 03 lần thí 
nghiệm phá mẫu độc lập với khối lượng mẫu phân tích lần lượt là 15 mg, 20 mg và 30 
mg, dung dịch mẫu đo được pha với cùng hệ số DF và được đo trong 03 thời điểm khác 
nhau trên thiết bị ICP-MS (trong Bảng 5, cột SD thể hiện giá trị eSD trong nghiên cứu 
này). Từ kết quả Bảng 5, ta dễ dàng nhận thấy các giá trị độ tái lặp từ kết quả thu được 
của 02 mẫu BHVO-2 và BCR-2 đều 3%. Điều này cho thấy, đối với các mẫu địa chất 
có nền là đá basalt thì quy trình phân tích sử dụng trong nghiên cứu này là hoàn toàn phù 
hợp và kết quả thu được có độ chụm là rất tốt. Đối với mẫu đất (NIST 2711a), thì giá trị 
độ tái lặp tương đối của các kết quả phân tích Ce và Sm là khá tốt ((e)SD < 5%); trong 
khi đó, giá trị này của Yb là không đạt như nhóm tác giả mong đợi ( 10%, ngoại trừ kết 
quả Yb với hệ số DF~5000 là 10,3%). Mặc dù kết quả đối với Yb là có thể chấp nhận 
được trong điều kiện thí nghiệm tại Việt Nam, tuy nhiên, cần thiết phải xem lại quy trình 
phá mẫu đất, bởi lẽ, hàm lượng Si thông thường trong mẫu đất nói chung (~30%) là cao 
hơn trong các mẫu địa chất có nền là đá basalt (~25%). 
 Độ chính xác (accuracy): 
Độ chính xác được đánh giá dựa trên tham số độ lệch tương đối (%, xem công 
thức tính được ghi chú dưới Bảng 4a.) giữa kết quả thu được và giá trị phê chuẩn 
(certified, recommended hoặc information). Từ kết quả thu được trong Bảng 5. cho thấy, 
trị tuyệt đối của các giá trị độ lệch tương đối (%) của kết quả phân tích Ce, Sm và Yb 
bằng phương pháp ID trong 02 mẫu BHVO-2 và BCR-2 là <4%. Có thể nói rằng đây là 
một kết quả phân tích rất tốt; hay nói cách khác quy trình phân tích đã sử dụng cho kết 
quả có độ chính xác tương đương với một số phòng thí nghiệm phân tích chuẩn hóa trên 
thế giới (Shirai và cộng sự, 2015; Cao và cộng sự, 2017). Đối với mẫu NIST SRM 2711a, 
chỉ có giá trị của Sm (5,93 ± 0,28 µg. g-1) là giá trị được chứng nhận (certified), các giá 
trị của Ce và Yb là những giá trị thông tin (information) chỉ mang tính tham khảo (Wise 
.A. S. và Watters L. R., Jr., 2009). Như công bố trong tài liệu phê chuẩn của Wise .A. S. 
và Watters L. R., Jr. (2009), những giá trị thông tin này không được nhà sản xuất (NIST) 
đánh giá và bảo đảm về độ xác thực mà chỉ dựa vào kết quả thu được từ một phương pháp 
phân tích duy nhất là INAA (Wise .A. S. and Watters L. R., Jr., 2009). Từ những thông 
tin vừa nêu và kết quả Bảng 5. dễ dàng thấy rằng kết quả thu được qua nghiên cứu này 
của Sm trong mẫu NIST SRM 2711a là rất tốt, độ sai khác là < 5% ở cả 3 mức pha loãng 
3000, 4000 và 5000. Trong khi đó, kết quả thu được của Ce và Yb trong mẫu NIST SRM 
2711a có độ sai lệch khá lớn (4,5 – 8,4%), đặc biệt đối với kết quả phân tích Ce ở DF ~ 
3000 giá trị thu được thấp hơn giá trị thông tin mà nhà sản xuất công bố là 15,4%. Bên 
cạnh đó, từ Hình 2 ta thấy rằng các kết quả phân tích hàm lượng Ce ứng với hệ số pha 
loãng 5000 (74,5 ± 1,9 µg. g-1) và 4000 (73,2 ± 3,5 µg. g-1) là phù hợp tốt với nhau và 
phù hợp với giá trị thông tin của nhà sản xuất NIST (70 µg. g-1) trong phạm vi sai số phân 
tích. Trong khi, kết quả Ce ứng với hệ số pha loãng 3000 (59,2 ± 2,1 µg. g-1) là hoàn toàn 
không phù hợp với hai giá trị còn lại (ứng với DF~4000 và 5000) cũng như giá trị tham 
khảo của NIST. Điều này cho thấy khi phân tích Ce trong mẫu đất bằng ICP-MS, để có 
kết quả tốt thì dung dịch đo cần được pha loãng từ 4000 đến 5000 lần từ mẫu rắn ban đầu. 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
43 
Hình 2. Sự ảnh hưởng của hệ số pha loãng DF đến kết quả phân tích hàm lượng 
Ce (LREE) 
4. KẾT LUẬN 
Qua nghiên cứu này chúng tôi đã hệ thống hóa các công thức của kỹ thuật pha 
loãng đồng vị (ID) từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác nhau theo cách đơn giản nhất; 
đồng thời đề xuất các phương án thực nghiệm cần thiết để người đọc có thể tự mình lặp 
lại thí nghiệm và áp dụng kỹ thuật ID một cách dễ dàng không chỉ đối với Ce, Sm và Yb, 
mà có thể áp dụng kỹ thuật ID cho nhiều nguyên tố khác. 
Kỹ thuật ID-ICP-MS lần đầu tiên được áp dụng thành công tại Việt Nam để phân 
tích ba nguyên tố đất hiếm Ce (LREE), Sm (MREE) và Yb (HREE) trong 03 mẫu địa 
chất: BHVO-2, BCR-2 và NIST SRM 2711a. Kết quả thu được có sự phù hợp tốt với các 
giá trị được phê chuẩn (hoặc đề nghị) của nhà sản xuất. Đối với 02 mẫu có nền là đá basalt 
BHVO-2 và BCR-2, độ lặp lại và độ chính xác của kết quả phân tích là dưới 5%. Đối với 
mẫu NIST SRM 2711a có nền là đất, kết quả phân tích có độ lặp lại và độ chính xác xấp 
xỉ 10%, ngoại trừ kết quả phân tích Ce với hệ số pha loãng DF~3000, là thấp hơn giá trị 
thông tin của nhà sản xuất là 15,4%. Từ kết quả này, chúng tôi đề xuất đối với mẫu có 
nền là đất, khi phân tích nhóm các nguyên tố đất hiếm nhẹ (LREE) bằng ICP-MS, dung 
dịch đo cần có hệ số pha loãng DF từ 4000 đến 5000 lần từ mẫu rắn ban đầu. 
LỜI CẢM ƠN 
Chúng tôi cảm ơn Assist. Prof. Dr. Naoki Shirai, Phòng thí nghiệm Hóa vũ trụ, 
trường Đại học thủ đô Tokyo, Nhật Bản đã cung cấp các dung dịch spike gốc và các mẫu 
chuẩn địa chất (BHVO-2 và BCR-2) để thực hiện nghiên cứu này. Nghiên này được thực 
hiện qua kinh phí của đề tài cấp Cơ sở (CS/18/01-02) của Viện Năng lượng Nguyên tử 
Việt Nam tại Trung tâm Phân tích, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Cao D. V., Sucgang R., Tran Q. T., Ho V. D., Shirai N., Ebihara M. (2017) Measurements 
of Rare Earth Element and Other Element Mass Fractions in Environmental 
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 
44 
Reference Materials (NIST SRM 1646a, NIST SRM 1400, IAEA‐395 and IAEA‐
450) by INAA, ICP‐AES and ICP‐MS. Geostand. Geoanal. Res. 41 (2), 303-315. 
De Laeter J. R., Böhlke J. K., De Bièvre B., Hidaka H., Peiser H. S., Rosman K. J. R., 
and Taylor P. D. P. (2003) Atomic weights of the elements: Review 2000 (IUPAC 
Technical Report). Pure Appl. Chem. 75 (6), 683-800. 
Evensen N. M., Hamilton P. J. and O’Nions R. K. (1978) Rare-earth abundances in 
chondritic meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta 42, 1199-1212. 
Heumann K. G.*, Gallus S. M., Rädlinger G. and Vogl J. (1998) Precision and accuracy 
in isotope ratio measurements by plasma source mass spectrometry. J. Anal. At. 
Spectrom. 13, 1001-1008. 
IUPAC - https://iupac.org/. 
Nakaruma N. (1974) Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and 
ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta 38, 757-775. 
Plumlee G. (1998a) Certificate of Analysis: Basalt, Hawaiian Volcanic Observatory, 
BHVO-2. USGS. 2 pages. 
Plumlee G. (1998b) Certificate of Analysis: Basalt, Columbia River, BCR-2. USGS. 3 
pages. 
Shinotsuka K., Hidaka H. and Ebihara M. (1995) Detailed abundances of rare earth 
elements, thorium and uranium in chondritic meteorites: An ICP-MS study. 
Meteoritics 30, 694-699. 
Shinotsuka K. and Ebihara M. (1997) Precise determination of rare earth elements, 
thorium and uranium in chondritic meteorite by inductively coupled plasma mass 
spectrometry – a comparative study with radiochemical neutron activation 
analysis. Anal. Chim. Acta 338, 237-246. 
Shirai N., Toktaganov M., Takahashi H., Yokozuka Y., Sekimoto S., Ebihara M. (2015) 
Multielemental analysis of Korean geological reference samples by INAA, ICP-
AES and ICP-MS. J. Radioanal. Nucl. Chem. 303, 1367-1374. 
Tristan C. C. R., Jeroen E. S., Jerome C., Frederic C., François L., Geraldo B., Patrick S. 
and Catherine J. (2013) Rare earth element analysis in natural waters by multiple 
isotope dilution – sector field ICP-MS. J. Anal. At. Spectrom. 28, 573-584. 
Vogl J. (2005) Calibration Strategies and Quality Assurance. Inductively Coupled Plasma 
Mass Spectrometry Handbook (ed. Simon M. N.), Blackwell Publishing Ltd., 
CRC Press, 147-181. 
Wise .A. S. and Watters L. R., Jr. (2009) Certificate of Analysis NIST SRM 2711a. NIST. 
1-6. 

File đính kèm:

  • pdfsu_dung_ky_thuat_pha_loang_dong_vi_de_xac_dinh_ham_luong_ce.pdf