電感耦合等離子體質(zhì)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(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于生物與醫(yī)學(xué)、環(huán)境與食品、地質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理研究、鋼鐵、同位素比測定、核材料、貴金屬和高純物質(zhì)分析等領(lǐng)域。

由于近年來ICP-MS在生物和環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)文獻(xiàn)量的迅速增加,該技術(shù)將更多地面臨一些復(fù)雜樣品的分析,形態(tài)分析,有機(jī)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(lián)用技術(shù)、非譜干擾研究、機(jī)理研究有了更快的發(fā)展。

1、 激光燒蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

激光燒蝕(LA,LaserAblation)技術(shù)和ICP-MS的聯(lián)用(LA-ICP-MS)目前成為一種對不同樣品基體進(jìn)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(yīng)用。當(dāng)一束高輻照度短脈沖寬度的激光聚焦于物質(zhì)表面時(shí)產(chǎn)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(rèn)同了使用短脈沖寬度的紫外激光源的優(yōu)點(diǎn)。雖然LA-ICP-MS有許多優(yōu)點(diǎn),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(jié)果的偏差較大,依賴于固體樣的均勻性、性質(zhì)和表面狀態(tài),以及基體匹配的標(biāo)準(zhǔn)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(fā)(即分餾)。 LA-ICP-MS已應(yīng)用于分析大氣中微粒物質(zhì),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(nèi)標(biāo)可獲得好的定量結(jié)果。Elan6000ICP-MS與一個(gè)受激準(zhǔn)分子激準(zhǔn)分子激光器的激光系統(tǒng)聯(lián)用,在一個(gè)體積為20cm3的燒蝕室中進(jìn)行分析。傳輸管盡可能短,可減少ICP中的信號丟失30個(gè)同位素的瞬時(shí)信號以每峰一點(diǎn)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。

 

2、 電熱蒸發(fā)電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

近年來電熱蒸發(fā)(ETV,ElectrothermalVaporation)與 ICP-MS聯(lián)用(ETV-ICP-MS)被成功地應(yīng)用于測定濃度為 0.1～0.01μg?g-1的痕量元素。ETV系統(tǒng)的使用增 加了進(jìn)樣系統(tǒng)到ICP之間的傳輸效率,并減少了常規(guī)ICP-MS中由于形成多原子離子碎片而產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)?？朔鲜龈蓴_的方法之一為同位素稀釋法(ID,IsotopeDilution)和ETV-ICP-MS聯(lián)用。ID-ETV-ICP-MS應(yīng)用于工業(yè)、生物、測定磺氨酸中金屬雜質(zhì)。為了減少同位素稀釋測定中校正因子的漂移和質(zhì)量岐視效應(yīng),用標(biāo)準(zhǔn)在固定的測定間隙內(nèi)校正[190]。 使用化學(xué)改進(jìn)劑是減少干擾的另一有效方法。關(guān)于改進(jìn)劑的使用報(bào)導(dǎo)頗多。常用的為:Pd、Ir(測定As、Se、Pb時(shí))[194]、硝酸錳、NaCl、認(rèn)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(shù)研究者使用石墨爐蒸發(fā)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(xué)反應(yīng)導(dǎo)致嚴(yán)重的記憶效應(yīng)以及需要使用化學(xué)改進(jìn)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。

3、 懸浮進(jìn)樣及超聲乳化進(jìn)樣(USS,UltrasonicSlurry)與ETV-ICP-MS聯(lián)用(USS-ETV-ICP-MS)可解決固體直接進(jìn)樣問題。超聲乳化是一種固體直接進(jìn)樣的技術(shù),與常規(guī)的樣品處理方法如酸解和干法灰化相比,USS有一些優(yōu)點(diǎn)包括:減少了樣品的制備時(shí)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(lián)用自動(dòng)進(jìn)樣器。然而,USS也有一些不足,例如:非均勻質(zhì)問題、基體的傳輸干擾、爐中容易積累殘?jiān)约拜^差的重現(xiàn)性。