电感耦合等离子体质谱仪半定量方法在食品盲样元素分析中的应用
Inductively coupled plasma mass spectrometry blind semi-quantitative method in the sample solution in the application of elemental analysis
Abstract Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), established a kind of blind semi-quantitative elemental analysis of the detection method, samples of synthetic and semi-quantitative analysis of spiked samples for recovery of the actual test results show that the method can effectively eliminate the interference, to achieve the rapid determination of various elements of the one-time, the deviation of measured results (-29.0 ~ +17.0)%, and the recovery of (97~112)%, the method can quickly determine the existence of the sample elements and the concentration range, can be applied to element content scanning analysis of blind samples, blind samples for the elements to quickly understand the information provide a scientific basis.
Keywords semi-quantitative analytical methods; elements; blind sample testing; inductively coupled plasma mass spectrometry
随着经济的发展,突发性污染事件的发生越来越频繁,污染物种类也越来越繁多。电感耦合等离子体质谱技术具有检出限低、动态范围宽、基体效应小、准确度和精密度高、可同时进行多元素分析[1,2],其中半定量分析(Semi-quantitative Analysis)为ICP-MS所具有)的一项实用功能,即可对液体盲样进行元素测定[3]。因此,ICP-MS半定量分析能为盲样液的元素分析提供更快更多的分析数据。本文着重研究了ICP-MS半定量方法在检测盲样液元素中的应用。
常规的定量分析中,对于需进行分析检测的每一种元素都必须提供标准溶液,在完成标准曲线后才能进行分析测定[4];而ICP-MS半定量分析则不需要对每一个元素都提供相应的标准物质,它只需几种已知浓度(最好能涵盖整个质量轴从6Li到239U)的元素作为标准溶液,以此为基础对ICP-MS所能分析的元素或被选定测量的元素进行测量,从而获得盲样液中有何种元素及元素浓度的相关信息,为进一步快速准确测定相关元素提供依据。
1 试验部分
1.1 主要仪器
Agilent 7700 x ICP-MS (美国安捷伦科技有限公司产)。
1.2 主要试剂
超纯水;默克产进口硝酸;标准溶液(1000μg·mL-1):锂、钪、钇、铟、铈、铋(由国家钢铁材料测试中心提供);由各单标标准混合成混标溶液,并用默克产进口纯硝酸1.3 仪器条件
ICP-MS仪器操作条件见表1。
表1 ICP-MS工作参数
仪器参数 | 数值 |
RF功率 | 1550W |
冷却气流量 | 15L·min-1 |
辅助气流量 | 1.0 L·min-1 |
载气流量 | 0.8 L·min-1 |
稀释气流量 | 0.4 L·min-1 |
蠕动泵转速 | 0.3rps |
采集时间 | 30s |
稳定时间 | 45s |
采样深度 | 8.0mm |
采集模式 | SemiQuant(6) |
检测元素 | 所有能检测元素 |
积分时间 | 0.1s/amu |
重复次数 | 20次 |
样品重复次数 | 5次 |
表2 标准样品的半定量分析结果
半定量元素 | 测得浓度/(ng·mL-1) | 相对偏差 / % |
Li7 | 10.3 | +3.0 |
B11 | 11.4 | +14.0 |
Al27 | 11.1 | +11.0 |
Sc45 | 10.4 | +4.0 |
Ti49 | 8.9 | -11.0 |
V51 | 7.6 | -24.0 |
Cr52 | 7.5 | -25.0 |
Mn55 | 9.6 | -4.0 |
Fe57 | 8.9 | -11.0 |
Co59 | 7.4 | -26.0 |
Zn66 | 7.8 | -22.0 |
Ge72 | 10.4 | +4.0 |
As75 | 9.2 | -8.0 |
Br79 | 7.1 | -29.0 |
Se80 | 11.7 | +17.0 |
Sr88 | 10.4 | +4.0 |
Y89 | 10.2 | +2.0 |
Mo98 | 8.6 | -24.0 |
Ag107 | 7.2 | -28.0 |
Cd111 | 10.5 | +5.0 |
In115 | 10.3 | +3.0 |
Sn116 | 10.4 | +4.0 |
Sb121 | 10.7 | +7.0 |
Ba137 | 11.3 | 13.0 |
La139 | 9.8 | -2.0 |
Ce140 | 10.2 | +2.0 |
Tb159 | 10.2 | +2.0 |
Tl205 | 10.8 | +8.0 |
Pb208 | 10.4 | +4.0 |
Bi209 | 10.6 | +6.0 |
表3 样液加标回收试验结果
测定元素 | 本底值/ (ng·mL-1) | 测得浓度/ (ng·mL-1) | 回收率/ % |
Li7 | 20.0 | 30.3 | 103 |
B11 | 15.2 | 26.4 | 112 |
Al27 | 11.8 | 22.3 | 105 |
Sc45 | 0.4 | 10.1 | 97 |
Ti49 | 33.6 | 43.9 | 103 |
V51 | 0.5 | 10.2 | 97 |
Cr52 | 0.5 | 11.2 | 107 |
Mn55 | 1.0 | 11.4 | 104 |
Fe57 | 35.0 | 45.7 | 107 |
Co59 | <0.1 | 10.4 | 104 |
Zn66 | 70.4 | 80.1 | 97 |
Ge72 | <0.1 | 10.2 | 102 |
As75 | 3.0 | 14.1 | 111 |
Br79 | 13.1 | 24.0 | 109 |
Se80 | 0.6 | 10.4 | 98 |
Sr88 | <0.1 | 10.2 | 102 |
Y89 | <0.1 | 9.8 | 98 |
Mo98 | 0.9 | 10.8 | 99 |
Ag107 | <0.1 | 10.2 | 102 |
Cd111 | 0.4 | 10.9 | 105 |
In115 | <0.1 | 10.0 | 100 |
Sn116 | 2.0 | 12.3 | 103 |
Sb121 | <0.1 | 10.4 | 104 |
Ba137 | 30.0 | 41.2 | 112 |
La139 | <0.1 | 9.8 | 98 |
Ce140 | <0.1 | 9.7 | 97 |
Tb159 | <0.1 | 10.2 | 102 |
Tl205 | <0.1 | 10.5 | 105 |
Pb208 | 7 | 17.7 | 107 |
Bi209 | <0.1 | 10.6 | 106 |
表4 盲样液分析结果 单位: ng·mL-1
元素 | 半定量分析 | 元素 | 半定量分析 | 元素 | 半定量分析 |
Li | 20.1 | Rb | <0.1 | Ce | <0.1 |
Be | <0.1 | Sr | <0.1 | Nd | <0.1 |
B | 10.4 | Y | <0.1 | Eu | <0.1 |
Al | 32.3 | Zr | <0.1 | Tb | <0.1 |
Se | 0.9 | Nb | <0.1 | Yb | <0.1 |
Ti | 850.4 | Mo | 0.4 | Hf | <0.1 |
V | 0.1 | Ru | <0.1 | Ta | <0.1 |
Cr | 0.5 | Rh | <0.1 | W | <0.1 |
Mn | 0.3 | Pd | <0.1 | Re | <0.1 |
Fe | 30.1 | Ag | 0.1 | Os | <0.1 |
Co | <0.1 | Cd | 0.1 | Ir | <0.1 |
Ni | <0.1 | In | <0.1 | Pt | <0.1 |
Cu | 1.2 | Sn | 0.4 | Au | <0.1 |
Zn | 0.9 | Sb | 1.0 | Hg | <0.1 |
Ga | <0.1 | Te | <0.1 | Tl | 0.2 |
Ge | 600.4 | I | 1.2 | Pb | <0.1 |
As | 2.0 | Cs | <0.1 | Bi | <0.1 |
Se | 0.2 | Ba | 0.4 | Th | <0.1 |
Br | 12.9 | La | <0.1 | U | <0.1 |