単一カラムクロマトグラフィー分離とSF-ICP-MS分析を組み合わせた中分解能モードでの河川水中のラジウム226の簡易かつ高感度測定

Simple and sensitive determination of radium-226 in river water by single column-chromatographic separation coupled to SF-ICP-MS analysis in medium resolution mode.

• Guosheng Yang
• Jian Zheng
• Keiko Tagami
• Shigeo Uchida
• Jing Zhang
• Jinlong Wang
• Jinzhou Du

抄録

本論文では、河川水中の意図しない汚染におけるRaを調査するための手段として、河川水サンプル中の超微量のRaをfg L(mBq L)レベルで測定するための新規かつ簡便な方法について述べる。手続きを簡略化するために、分離精製には単一のカラムを使用した。500mLのサンプル溶液を装填し、20%エタノール中80mLの4M塩酸で干渉元素を除去した。SF-ICP-MS分析の前に20mL 5M HNOでBaと一緒にRaを溶出させた。これにより、水中に自然に存在するBaをRa分析のイールドトレーサーとして用いることができた。SF-ICP-MSのミディアムモードを用いた分析では、380fgL (10mBq L)の検出限界が得られた。また、500倍前濃縮では0.46fgL(0.02mBq L)という極めて低い検出限界を達成した。最後に、開発した手法を日本の河川から採取した天然水試料に適用し、Ra濃度が0.7〜49.6fgL(0.03〜1.82mBq L)の範囲で変動する天然水試料の分析を行った。

This article describes a novel and simple method to measure ultra-trace Ra in river water samples at fg L (mBq L) levels as a means for surveying Ra in an unintended contamination in river water. To simplify the procedure, a single column was used for separation and purification; 10 mL of AG 50W-X8 resin was packed into a 10 mL Eppendorf pipette tip, which was used as a separation column. A 500 mL sample solution was loaded, and interfering elements were removed with 80 mL 4 M HCl in 20% ethanol. Subsequently, Ra together with Ba was eluted by 20 mL 5 M HNO prior to SF-ICP-MS analysis; this allows the naturally existing Ba in water samples to be employed as a yield tracer for Ra analysis. Using the medium mode of SF-ICP-MS, the instrumental detection limit of 380 fg L (10 mBq L) was obtained. An extremely low method detection limit of 0.46 fg L (0.02 mBq L) was achieved with 500-fold pre-concentration. Finally, the developed technique was applied to analyze natural water samples collected from Japanese rivers, in which the Ra concentrations varied in the range of 0.7-49.6 fg L (0.03-1.82 mBq L).

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