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ICP-MS用戶修煉秘籍 | 安捷倫年終咨詢熱點洞察

來源:安捷倫科技(中國)有限公司   2024年01月18日 08:50  

在上篇文章中,我們從 2377 條全國原子光譜用戶的電話咨詢中梳理了關于 ICP-OES 的常見問題。相比之下,安捷倫 ICP-MS 的用戶數量更多,行業分布更廣,電話咨詢數量也更大。因此,我們對一年來 ICP-MS 的咨詢詞條和元素分別進行了詳細的統計。本期為大家奉上關于 ICP-MS 的用戶使用年終總結。

 

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毫無意外“內標”登頂最高頻咨詢詞條,這一榮譽可謂實至名歸。竊以為每一個在 ICP-MS 練級路上的用戶只有翻越“內標”這座山才能走上 ICP-MS 的領悟之路。安捷倫在其公眾號上曾多次專門介紹內標在 ICP-MS 分析中的作用及常見問題處理 [1-3]。今天,我們將對常見的內標問題進行一次總結。

 

1

內標的作用以及哪些元素適合做內標?

 

內標法是在樣品和校準標準系列中加入一種或幾種元素,通過內標回收率的變化來監測和校正信號的短期漂移、長期漂移以及校正一般的基體效應 [4](基體效應又稱為非質譜干擾,分為高鹽溶液引起的物理效應和基體對分析物的抑制或增強效應)。成為內標元素需要滿足的條件:

 

a) 化學性質和物理性質盡可能和待測元素接近;

b) 內標元素不干擾待測元素,樣品基體和待測元素不干擾內標元素;

c) 內標元素的強度和濃度要適中。

沒有絕對普適性的內標元素,內標的選擇因行業而宜,食品行業推薦使用 Sc、Ge、Rh、In、Re、Bi 為內標,水質分析用戶更多使用 6Li、Sc、Ge、Y、In、Bi 為內標,環境土壤沉積物分析 Ge、Rh、Re 作為內標更加適合 [5-7],用戶可以根據需要購買混標或單元素標液自行配置;安捷倫在售內標有兩種, 5190-9770 含有 Sc、Ge、In、Te、Lu、Bi 適合于制藥用戶,5191-4570 含有 Bi、Ge、In、Lu、Rh、Sc、Be 適用于一般用戶。內標的強度應盡量與被測元素的強度相匹配,避免過大的差異。同時建議內標元素的強度(cps 值)不低于 1~5 萬,以確保內標的穩定性,在使用安捷倫在線三通混合器(內標管內徑 0.25mm,樣品管內徑 1.02mm)時,建議內標濃度為 200ppb~1ppm。

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2

測量過程中內標回收率在多大范圍合適?

 

內標的作用是校正基體效應和儀器漂移,因此內標回收率只是評價測量結果的二級指標,質控樣品才是評價測量準確度的一級指標,嚴格意義上講只要質控樣合格,內標回收率可以不做要求。當然理性思維不會放任內標回收率降到 50% 以下仍然能心平氣和的測量,一定要給內標回收率一個控制范圍的話,可以參考生態環境部水質、土壤、沉積物測量中內標 70%~130% 的范圍要求,美國環保部 EPA200.8 中內標 60%~125% 的范圍 [7-8]。“治標當治本”,最有效改善內標回收率的方式還是從源頭控制儀器漂移和樣品基體效應的影響,安捷倫離散進樣系統(ISIS)通過閥切換的方式降低每個樣品在錐口的沉積從而減少儀器漂移,保持長期穩定性,見土壤測試應用文獻 [9];耐高基體模式(UHMI)通過氣溶膠稀釋的方式提高等離子體的基體分解能力,最小化基體效應,有效改善內標回收率,具體見技術文件 [10-11];在分析高基體樣品時上述兩個方式通過“降本增效”的作用有效的改善高基體樣品分析時內標回收率的漂移和降低。在沒有 ISIS 和 UHMI 的情況下分析高基體樣品,建議先用實際樣品將采樣錐老化 10min~20min 再繪制工作曲線。

 

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3

選擇哪個內標元素更合適?

 

總體來講內標選擇的原則為:質量數相近、電離能相近;食品、水質、環保等行業國標或行標中有推薦內標,低質量元素多選擇 Li/Sc、中質量數元素可選擇 Ge/ In /Rh、高質量數元素可選擇 Re/Bi,有選擇困難的可以使用安捷倫提供的虛擬內標 VIS 功能,按照實際內標回收率線性(或二次擬合)回歸后適用于被測元素。最后需要特別指出的是“有機增敏效應”,溶液中有機物對 As、Se、Te 、I 等元素具有明顯的增敏效果,對電離能 9ev~11ev的Be、Zn、Hg、Au 也有一定增敏效果 [12-13];分析 As、Se、Te 、I 元素時一定注意溶液中有機物含量,盡量采用有機物匹配的方式測量,優先選擇 Te 作為內標校正 As、Se、I。

 

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不同乙醇含量下的元素信 號歸一化比較

在 ICP-MS 的所有測試元素中,Hg 是最讓用戶頭疼的。可以說“性格決定命運”這句話在 Hg 元素身上體現的淋漓盡致,汞金屬在常溫下具有出色的流動性,而硫化汞則呈現出明艷奪目的朱砂紅色,這使得汞備受煉丹界、煉金術、化妝界和繪畫師的青睞;近代科學對汞毒性確認以后,汞元素迅速成為食品、環境、藥品、化妝品行業的嚴控對象。ICP-MS 分析汞的問題主要表現為線性相關系數小(<0.995)、重現性差、回收率低,其實這些都跟汞不穩定、易吸附的化學性質相關。汞容易形成單質汞在容器、樣品管壁上吸附,所以分析汞需要絡合劑使其穩定,常見的絡合劑有氯離子、金離子、含巰基化合物,可根據實驗室條件選用鹽酸、金標液、L 半胱氨酸的一種作為汞的穩定劑和清洗劑,上述汞測量問題都可以得到解決 [14]。食品和藥品中汞形態分析有時候會在甲基汞之后多出一個色譜峰,多為汞價態轉化后的色譜峰,使用稀鹽酸或者流動相配置汞形態標液后可以解決這一問題。

 

“日拱一卒無有盡,功不唐捐終入海!”,一個問題一步腳印,一年的時間足以鋪就漫長的進步之路。ICP-MS 儀器是安捷倫公司傾力研發、悉心維護的產品線之一,我們始終堅持為用戶提供性能優異、操作便捷的儀器和細致入微的服務,以幫助用戶提升業務能力和技術水平。在此,我們衷心感謝一年來安捷倫 ICP-MS 用戶的關注和支持!

 

參考文獻:

1、分析高鹽樣品時,為什么只有你的內標響應沒有下降?

2、內標回收率一做樣品就超出可接受范圍了!內標濃度你真的配對了嗎?

3、關于內標最常見的10個問題,你遇到了幾個?

4、李冰,楊紅霞 電感耦合等離子體質譜原理和應用;

5、GB 5009.268 食品中多元素的測定

6、HJ 700-2014 水質 65種元素的測定 ;

7、HJ1315-2023 土壤和沉積物19種金屬元素總量的測定;

8、EPA200.8 Determination of trace elements in waters and wastes by ICP-MS

9、5994-2933ZHCN 使用 7850ICP-MS 和不連續進樣進行常規土壤分析;

10、5994-1173ZHCN 等離子體穩定性和基質耐受性;

11、5994-2828ZHCN使用7850 ICP-MS 進行土壤樣品的常規分析;

12、New selection rules for internal standards in ICP-MS determinations and carbon enhancement effect;

13、異丙醇介質中基體效應及元素的電感耦合等離子體質譜行為研究;

14、Elimination efficiency of different reagents for the memory effect of mercury using ICP-MS;

 

 

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