電感耦合等離子體質譜要點講解

　　1 前言

　　電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)由于分析速度快、線 性范圍寬、可多元素測定、檢出限低等優點,被廣泛地應用于生物與醫學、環境與食品、地質、化學反應的機理研究、鋼鐵、同位素比測定、核材料、貴金屬和高純物質分析等領域。關于ICP-MS做半定量分析的應用報道也較多。ICP-MS用作半定量分析時可測定約80種元素,絕大多數元素誤差小于20%。用內標校正空白和樣品分析之間的漂移。Soldevila等系統地評估了ICP-MS多元素半定量分析時的工作參數(駐留時間,每次讀數的掃描次數,每次重復的次數和總的重復次數)的影響。ICP-MS還可用于無標準半定量分析。由于近年來ICP-MS在生物和環境領域內文獻量的迅速增加,該技術將更多地面臨一些復雜樣品的分析,形態分析,有機物分析,在線分析,單礦物夾雜分析,礦物包容體分析等。這使得ICP-MS的多級聯用技術、非譜干擾研究、機理研究有了更快的發展。

　　2 激光燒蝕電感耦合等離子體質譜聯用技術

　　激光燒蝕(LA,LaserAblation)技術和ICP-MS的聯用(LA-ICP-MS)目前成為一種對不同樣品基體進行快速多元素測定的有前途的分析方法。激光燒蝕(LA)是激光的一種應用。當一束高輻照度短脈沖寬度的激光聚焦于物質表面時產生激光燒蝕。早期研究中LA-ICP-MS多用于紅外激光源,近年來研究者們認同了使用短脈沖寬度的紫外激光源的優點。雖然LA-ICP-MS有許多優點,但并不意味著它適合成為固體樣中元素測定的一般方法。主要的問題是:分析結果的偏差較大,依賴于固體樣的均勻性、性質和表面狀態,以及基體匹配的標準難以獲得。此外,在固樣的燒蝕過程中存在元素的選擇性蒸發(即分餾)。 LA-ICP-MS已應用于分析大氣中微粒物質,陶瓷層、礦物中的液體包容物。長石中的Sr和鋯石中Hf的同位素比。(其測定精度接近于TIMS)。 測定礦石包容物,迄今為止主要是人工合成物,其中加入已知濃度的痕量重元素(例如:Sr,U)作為內標可獲得好的定量結果。Elan6000ICP-MS與一個受激準分子激準分子激光器的激光系統聯用,在一個體積為20cm3的燒蝕室中進行分析。傳輸管盡可能短,可減少ICP中的信號丟失30個同位素的瞬時信號以每峰一點和每峰駐留10ms的方式被測定。玻璃被用作溶液校正的一種附加檢查。

　　3 電熱蒸發電感耦合等離子體質譜聯用技術

　　近年來電熱蒸發(ETV,ElectrothermalVaporation)與 ICP-MS聯用(ETV-ICP-MS)被成功地應用于測定濃度為 0.1～0.01μg?g-1的痕量元素。ETV系統的使用增 加了進樣系統到ICP之間的傳輸效率,并減少了常規ICP-MS中由于形成多原子離子碎片而產生的譜干擾。 但是ETV-ICP-MS依然面臨一些分析問題。例如非譜干擾的影響等。ETV-ICP-MS難以消除的主要干擾為:低電離勢離子產生的信號壓抑,傳輸通路中待分析物蒸氣的濃縮以及空間電荷效應。克服上述干擾的方法之一為同位素稀釋法(ID,IsotopeDilution)和ETV-ICP-MS聯用。ID-ETV-ICP-MS應用于工業、生物、測定磺氨酸中金屬雜質。為了減少同位素稀釋測定中校正因子的漂移和質量岐視效應,用標準在固定的測定間隙內校正[190]。 使用化學改進劑是減少干擾的另一有效方法。關于改進劑的使用報導頗多。常用的為:Pd、Ir(測定As、Se、Pb時)[194]、硝酸錳、NaCl、認證的海水參考物、5%(V/V)的硝酸(測定海水中Cu、Mn、V、Co、 Ni,熱解溫度1150℃)等。大多數研究者使用石墨爐蒸發器作為ETV的裝置,石墨爐ETV-ICP-MS的不足包括:爐的壽命短、由于分析物與爐材料的化學反應導致嚴重的記憶效應以及需要使用化學改進劑。因此,一些研究組開始使用其它材料的爐,例如:W、Ta、Mo、Rh來克服石墨爐ETV-ICP-MS的不足。

　　懸浮進樣及超聲乳化進樣(USS,UltrasonicSlurry)與ETV-ICP-MS聯用(USS-ETV-ICP-MS)可解決固體直接進樣問題。超聲乳化是一種固體直接進樣的技術,與常規的樣品處理方法如酸解和干法灰化相比,USS有一些優點包括:減少了樣品的制備時間,減少了樣品沾污的可能性,減少了待分析物在分析前的損失。此外,USS還可以聯用自動進樣器。然而,USS也有一些不足,例如:非均勻質問題、基體的傳輸干擾、爐中容易積累殘渣以及較差的重現性。

　　 【結語】

　　極簡標題

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　　我國學者在高純物質分析方面做了不少工作，目前已 能很好解決質量分數為99.99%～99.9999%的所有高純單一稀土氧化物中稀土雜質的ICP-MS測定問題。ICP-MS測定稀土中稀土雜質是一種很好的方法，啟動高純稀土中稀土雜質的ICP-MS測定的標準方法的研究工作，具有重要的現實意義。對ICP-MS技術中的研究熱點———進樣技術的研究,我國學者還很少涉及；這些技術的研究，對克服ICP-MS技術弱點，擴大ICP-MS應用范圍，具有重要意義。