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【“仪”起享奥运】ICP-MS中的干扰

通标小菜鸟

2024/08/06

前处理综合讨论

质谱干扰分为同质异位素干扰、氧化物和双电荷干扰、多原子离子干扰。

1. 同质异位素干扰

同质异位素干扰是指样品中与待测离子质荷比相同的其他元素的同位素引起的质谱重叠干扰，该干扰不能被四极杆质谱分辨。环境标准中的 20 种元素的同质异位素，除了 Be、B、Mn、Co、Cu、As、Tl 等 7 种元素不存在同质异位素，其余 65% 的元素至少受到一个同质异位素干扰，如123 Sb 受到123 Te 的干扰，50V 受到50 Ti 与50 Cr 的干扰，Ba 受到同质异位素的干扰最多达 7 个。偶数质量数的同位素要比奇数更易受到同质异位素的干扰。同质异位素的干扰主要来自样品基体或消解样品所用的酸中，此外还有 ICP-MS 的载气和碰撞/反应气中的杂质，如 Kr、Xe 等。

2. 氧化物和双电荷干扰

氧化物和双电荷的干扰与键能、电离能有关。氧化物干扰是由于样品基体不完全解离或是在等离子体尾焰中解离元素再结合而产生的，其结果是在离子母体质量( M) 的 M + 16 ～ 18、M + 32 ～ 36 或 M + 48 ～ 54 处出现干扰峰，以 M16O+ 为最多。只要等离子体不足以使氧化物键能断裂，就会产生氧化物干扰，因此待测元素的氧化物键能越高，其信号强度损失越小; 同时已经形成 M+ 在等离子体尾焰与 O 原子再结合而形成 M16O+ ，增加了测定其他元素的信号强度，只有 Be、B、Ba 不受该种情况下氧化物的干扰。环境领域中的 20 个无机元素都要受到氧化物的干扰，氧化物的干扰取决于等离子体温度的高低和进入 ICP 中 H2O 的多少。与氧化物干扰相关联的是双电荷干扰。双电荷干扰形成的条件是元素的第二电离能低于 Ar 的第一电离能( 1 521 kJ /mol) ，双电荷干扰一方面使待测元素的离子强度降低，一方面导致其他元素形成的双电荷离子增加待测元素的离子强度。环境领域中的 20 个无机元素容易产生双电荷的元素有 Ti( 第二电离能 1 310 kJ /mol) 、V( 第二电离能 1414 kJ /mol ) 、Mn ( 第二电离能 1 509 kJ /mol) 、Ba ( 第二电离能 965 kJ /mol) 、Pb ( 第二电离能 1 450 kJ /mol) 。

3. 多原子离子干扰

多原子离子干扰是 ICP-MS 中最严重的干扰类型，即由多个原子结合而成的短寿命复合离子，主要以氩化物、氢氧化物等形式出现。在 ICP 中，Ar+ 与许多离子结合形成质谱重叠干扰，如丰度最大的40Ar+ 自身结合就会形成40 Ar40Ar+ ，干扰80Se+ 的测定，40Ar+ 与35Cl 结合会严重干扰 75As +。多原子离子干扰主要由 Ar、O、H、 N、Cl 加合形成，无机元素分析消解所用试剂HNO3、HCl、HF(为保护仪器必须赶尽 HF，或采用耐 HF 系统) 、HClO4、H2O2 以及 ICP 与环境空气接触，因此多原子离子干扰质荷比大多小于82。

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