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ICP-MS6880应用及未来发展

发布日期:2020-07-07  点击次数:

关键词:电感耦合等离子体质谱仪;环境;食品;医药;新材料;美析仪器:fragranceoutletstore.com


电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass SpectrometryICP-MS)是80年代后发展起来的分析测试技术,它是以独特的接口技术将电感耦合等离子体(ICP)的高温电离特性与四级杆质量分析器(MS)的快速灵敏扫描的优点相结合而形成一种元素和同位素分析技术。ICP-MS6880具有样品制备和进样技术简单、质量扫描速度快、运行周期短、所提供的离子信息受干扰程度小等优点。对于大多数元素而言,有着极低的检出限。几乎可以取代传统的元素分析技术,被公认为最理想的无机元素分析方法。ICP-MS6880广泛应用于环境监测、地质科学、生物科学、农业生产、材料科学、冶金工业、医药学领域、食品检测、法医检测、以及最新的毒品检测、新能源检测等领域。 
  1. ICP-MS6880在环境监测领域的应用 
  ICP-MS6880在环境监测领域的应用集中在地表水、地下水、饮用水中痕量金属和非金属监测,污水中重金属监测等方面;集中在大气颗粒物及气溶胶中重金属监测分析方面;在土壤、灰渣、污泥中金属监测分析等方面积累了很多经验。 
  ICP-MS水环境监测领域中的应用及实践已经非常成熟。利用ICP-MS分析了地表水和饮用水中的T1元素,检出限7.0×10-4μg/LRSD0.6%,方法简单快速,完全满足地表水和生活饮用水的检测要求。进行了ICP-MS测定地表水中多个元素的分析方法研究,以灵敏度、氧化物产率、信背比、双电荷为指标优化仪器参数,从曲线、检测限、准确度和精密度方面对方法进行了研究探讨,得出了可信结论。尝试用ICP-MS测定湖泊水中痕量溴、碘,为ICP-MS测定非金属元素积累了宝贵经验。以scGeInBi为内标,用ICP-MS测定矿泉水中23种元素,结果显示方法线性范围宽,r>0.999RSD均低于4.2%,加标回收在87.6%110.1%,满足要求。利用八级杆碰撞/反应池技术和屏蔽炬技术ICP-MS测定近岸高盐排污口样品中V10种金属元素,分析样品4小时以验证仪器的稳定性,通入He消除高盐基体带来的多原子离子干扰。结果显示RSD控制在5%以内,加标回收率在88.32%118.5%

ICP-MS在气环境监测领域中应用正在深入、有序进行。对ICP-MS在大气颗粒物重金属分析的应用研究进行了总结,阐述ICP-MS在大气颗粒物重金属分析的优势,从价态分析、样品采集过程及前处理方式、分析过程以及内标元素选取、干扰消除等方面都做了分析和阐述。采集典型电子垃圾拆解区和对照区的TSP,利用ICP-MS检测了13中元素,结果显示CuZn5种金属污染严重。栗永阳等。采用气溶胶直接进样方式用ICP MS进行定量分析Pu,检出限低,方法快速简便,为ICP-MS应用于气溶胶快速检测提供了经验。采用微波消解ICP-MS测定大气气溶胶中的Pt的研究,采用数学校正方法扣除HfO复合离子对Pt的干扰,标准物质同步检测以验证其可靠性。结果显示上海市大气气溶胶中Pt的平均含量为(1.5±1.0pg/m3,低于世界其他城市。 
  ICP-MS在土环境监测领域中的应用正在起步,目前为止还没有ICP-MS国家标准方法颁布。加那尔别克西里甫汗等总结了近年来ICP-MS在土壤中重金属测定方面的应用,重点比较了土壤前处理中不同消解体系和消解方式对结果的影响,介绍激光溶蚀法、氢化物发生法等土壤监测中新方法。采用HNO2-H2O2体系消解土壤,测定土壤中cu6种重金属元素,利用标准物质进行参考校正,结果显示该方法具有很好的可行性。建立了ICP-MS测定土壤中痕量铀的方法,采用HNO2HF-HClO4消解体系,以铼为内标校正基体干扰,结果表明铀的质量浓度在020 ng/mL范围内与信号强度呈线性关系,相关系数r=0.999 9,该方法可信可靠,满足相关要求。上海地区生活垃圾焚烧灰渣元素组成及微观特征研究,采用ICPMSx射线吸收精细结构谱研究灰渣中Pb的同位素比值和化学种态。研究发现,飞灰和炉渣中的Pb的来源相似,化学种类相同。该文献为ICP-MS与其他技术手段联用解决金属的种类及形态等深层次问题提供了可行案例。 
  2.ICP-MS在其他检测领域的应用 
  除了环境监测领域,ICP-MS在其他检测领域也有广泛应用。总结了ICP-MS在地质科学、生物科学、农业生产、材料科学、冶金工业等行业的应用,从样品处理、进样技术、内标元素等多个方面进行了综述,具有广泛的代表性。指出了ICP-MS与电感耦合等离子体光谱仪ICP-AES、石墨炉原子吸收仪GFAAs相比具有显著优势,可以进行定性、半定量、定量分析,还可以进行同位素比测定。该文章从仪器原理和结构层面对ICPMS进行了分析。介绍了ICP-MS的工作原理、仪器结构、分析特点,并根据特点和发展趋势,进行了展望。总结了ICP-MS法测定痕量贵金属中应用,引用97篇文献重点对岩矿分析、金属材料分析和环境生物样品中贵金属分析进行了总结,以表格形式进行分类展示,简单明了。引用48篇文献总结了ICP-MS在冶金行业的应用,重点介绍样品的分解分离方法、进样方法,干扰及校正方法,对冶金行业的金属分析进行了很好的归纳和总结。冯先进等综述了ICP-MSICP-AES在化妆品重金属分析中的应用,我们认为ICP-MS虽然较ICP-AES应用晚,但是普及更快,检出限更低,两种仪器均能满足化妆品中重金属的分析要求。除上述领域外,在医药学领域内,段红福等总结了ICPMS在中药领域重金属及有害元素分析中的应用,由于ICP-MS具有极低的检出限,灵敏度高,同时可以测定多种元素,特别适合大量样品的微量、痕量元素的分析,必将会在中药重金属检测领域广泛应用。Anna等进行了ICP-MS分析亚洲和欧洲的中药材以及膳食补充剂中有毒重金属含量的测定。作者选用了一些潜在含有重金属的传统中国中药(如当归、柴胡等)以及欧洲的药材(如紫锥菊等),利用硝酸进行密闭微波消解然后测定PbCdAlAsBaNiSb。一些相关的潜在金属及其化合物也在讨论范围之内,结果将作为波兰市场上的膳食补充剂参考指标。文章显示,ICP-MS测定植物中的重金属具有良好的稳定性和精密度。 
  在食品检测领域,唐思雨等总结了ICP-MS在茶叶质量控制中的应用研究进展,考察了ICP-MS与其他检测仪器相比的不足之处,介绍了茶叶原产地判别和安全性分析等相关研究进展。Selih等利用ICP-MSICP-OES对就葡萄酒中的多元素进行分析,并建立斯洛文尼亚葡萄酒溯源分类。通过测定272瓶酒、49种元素,运用主成分分析法(PCA)建立反向人工神经网络模型(CPANN),起到了很好的分类、预测效果,准确率达到82% 
  在法医检测领域,Reidy等开发ICP-MS测定土壤中微量元素指纹,利用多元素统计分析方法为法医调查提供依据。该实验布置了模拟犯罪现场,从犯罪嫌疑人的汽车坐垫以及犯罪现场的邻近区域、比较远的区域提取土壤进行分析,作为对比再从美国其他三个地区收集土壤,微波消解ICP-MS分析LiBeMg22种元素,利用多元统计方法对数据进行评价。结果发现,有8组同学正确的分类最终的位置,但是由于法医调查取证的复杂性,区分不同的土地区域和地理位置的土壤元素指纹方法还存在潜在的缺陷。然而,这项以调查为基础的分析实验,拓展了ICP-MS的可能潜在应用,激发了学生的学习热情。 
  在毒品检测领域,Bora等的文章第一次尝试用微波消解ICP-MS法对合成大麻毒品中微量金属进行分析,测定了BaBeCoCrCuNiLiPbuZn10中金属,用CRMNISTl573a马铃薯叶片作为认证参考,ScGeInBi作为内标元素。结果显示:连续测定30组,该方法的准确性和重复性满足要求,所有测定金属含量低于世界卫生组织规定的限值。其中,CuZnPbNiCoCr的含量变化很小,Ba的含量有明显变化,作者建议把Ba作为合成大麻的特征金属,为以后的测定提供参考。 
  在新能源检测领域,Pillay等利用高性能ICP-MS分析印楝生物柴油和商业生物燃料中微量金属元素。生物燃料中的微量重金属会对发动机等造成一些机械问题,因此有必要对这些燃料物种进行精确分析,这对未来生物燃料的应用具有重要意义。在相同实验条件下分析40种元素,发现印楝生物柴油的纯度更高,作者相信这对环保主义者来说是好消息。 
  3.ICP-MS未来发展 
  ICP-MS自身的强化升级进行单颗粒纳米级粒径研究、池技术方面进一步消除质谱干扰是ICP-MS自身开发的重点。 
  ICP-MS具有拓展性强的特点,相关的联用技术在近年来已经成为分析领域研究的热点。ICP-MS及其联用技术之间的结合进一步提高分析精密度来进行复杂基体元素超痕量分析、同位素比值及形态研究,环境领域中分析污染物成因(如PM2.5)、迁移规律以及对人体影响机理方面进行研究、生命科学中细胞内元素的形态及准确定量研究、液相/固相先进微萃取技术与微量进样技术结合用于有机物形态分析的研究(如SPME+HPLC+ICPMS)是未来ICP-MS整体研究领域的发展方向。 
  另外,目前尚无ICP-MS在土壤、固废等领域应用的国家或行业标准出台;更无ICP-MS联用技术的标准方法出现,检测行业亟需相关的国家标准或行业标准方法加速出台来鼓励支持ICPMS的发展。 
  随着相关配套产业如电子元器件的发展和升级,ICP-MS国产化已成为趋势,市场需求潜力非常巨大,ICP-MS正朝着小型化、自动化、智能化、低成本化方向发展,但是更高灵敏度、更低检出限仍是ICP-MS未来的重要特色和优势,这样的升级也会带动ICP-MS相关服务领域的发展,当然,这需要所有ICP-MS的从业人员一起共同努力。


关键词:电感耦合等离子体质谱仪;环境;食品;医药;新材料;美析仪器:fragranceoutletstore.com