谱育科技与中科院共同探讨ICP-MS在单颗粒、纳微塑料领域的应用

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纳米颗粒和微塑料随着纳米颗粒和微塑料在生态环境中广泛存在，甚至在人体内也已经发现了微塑料的痕迹，其对生态环境和人体健康潜在的影响关注度越来越高。2022年，生态环境部将微塑料被纳为四大新污染物之一，如何在各类复杂的赋存介质、赋存基体中进行纳米颗粒与微塑料的精确表征吸引了环境化学、材料化学、分析化学等诸多领域学者的关注。由于ICP-MS（ICP-Q-MS、ICP-MS/MS、ICP-Q-TOF-MS等）对瞬态信号具有优异的检测能力，基于亚毫秒级驻留时间下的SP-ICP-MS分析技术，可以获得样品中目标粒子的等效球体尺寸、粒径分布、颗粒数量等关键信息，使得其在对纳米颗粒物和微塑料表征中的应用潜力获得了业内广泛关注。协同交流，技术探讨作为国产ICP质谱技术研发应用的代表性企业之一，谱育科技针对ICP-MS在单颗粒及微塑料领域的应用也开展了深入研究。应中国科学院生态环境研究中心谭志强老师研究员团队邀请，谱育科技无机质谱售前产品经理高尔乐博士与应用研究副经理吴智威博士携团队，就ICP-MSMS、ICP-Q-TOF在单颗粒分析、纳微塑料领域系列解决方案，通过线上线下多次与谭志强研究员团队人员及相关受邀专家学者展开深入交流。谱育科技ICP质谱团队与中国科学院生态环境研究中心谭志强研究员团队交流现场会议上，吴智威博士就ICP-Q-MS、ICP-MS/MS、ICP-Q-TOF-MS在单颗粒、微塑料领域中的技术优势与应用潜力进行了详细的介绍，并展示了最新的应用案例示范。双方就相关应用以及前处理、分析方法等展开了充分交流。谭志强老师指出，针对SP-ICP-MS技术中颗粒响应阈值判断方式、离散信号处理技术、连续颗粒信号判别与处理方法，谱育科技所进行的针对性研究让人印象深刻，希望日后可以进一步合作。目前，谭志强老师团队已使用谱育科技 SUPEC 7000型ICP-MS开展自然水体、植物组织、土壤提取液等样品中的金属/非金属及其氧化物细颗粒的精确表征，从而研究金属/非金属及其氧化物细颗粒在土壤-作物系统中的迁移转化；同时也将其与自行搭建的中空纤维流场流分离装置/电场流分离装置联用，进行准确的细颗粒识别表征。▲ 吴智威博士与同学们展开深入探讨谱育科技ICP-MS分析应用通常ICP-MS可以对单颗粒及微塑料的粒径及浓度进行表征，但进行数据处理时，业内较常使用单一的传输效率（如只使用颗粒粒径传输效率或颗粒浓度传输效率）对测试数据同时进行颗粒粒径与颗粒数量的数据校正处理，而最新研究表明这种数据处理方式容易引入额外的误差。对此谱育科技提供了全新的颗粒粒径与颗粒数量独立的二维校准方法，可彻底避免由于传输效率不一致带来的系统误差。此外，谱育科技SP-ICP-MS技术具备单次样品采集事件≥30min (1800万数据量)的功能，还特别开放了高斯、泊松、自定义等多种颗粒信号筛选算法，并提供包括颗粒事件长度、颗粒间隔系数等新兴校正系数的处理功能，分析化学家可根据应用研究需求，选择最为合适的算法处理参数与颗粒校正方法，从而得到可靠、精准的分析结果。▲ 颗粒粒径与颗粒数量独立的二维校准方法SUPEC 7000系列ICP质谱分析不同粒径、不同浓度的单颗粒结果如下：▲ 不同粒径Au-Nano的信号(左)/粒径（右）-频次分布图厚积薄发，技术引领谱育科技深耕质谱领域超15年，先后发布多款国内首台套质谱产品，填补了国内多项空白。其中可应用于单颗粒与微塑料领域的ICP质谱，包括以下三款系列产品：单四极杆ICP-MS可满足一般基质下的单颗粒及微塑料的表征分析；三重四极杆ICP-MS/MS使得超痕量元素分析的方法开发不再单纯地高度依赖仪器硬件的绝对性能（如灵敏度、质量分辨能力、丰度灵敏度等），而是可依赖分析化学科学家的科研思维，以严谨可控的化学分辨的方式，优雅、巧妙地完成分析方法学的研究与开发，有效解决如Si、Ti、S等存在诸多质谱干扰的单颗粒表征分析；四极杆飞行时间串联质谱ICP-Q-TOF-MS不同于四极杆“顺序扫描”，其可在几微秒或者几十微秒就可记录一个完整的质谱，这使得分析工作者们不再局限于单次只能获得单颗粒或微塑料中1~2种元素信息，而是可单次获得所有元素信息，以此进行更为全面、深入的研究，如标记不同稀土元素的塑料，探究其在土壤环境的迁移，转化，相互作用；多元素指纹更精准地识别微塑料以及追溯污染来源等。