超痕量汞

汞（Hg）是一种剧毒持久性污染物，广泛存在于环境介质和生物体中，包括植物、动物甚至人体中，汞的形态决定其毒性和迁移转化能力。但环境介质中汞的浓度较低，多为ppt量级。因此需要发展可对环境中超痕量汞的定性定量检测方法。 高效液相色谱（HPLC）-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）可以用来对多形态汞进行检测，且其与离线的预富集联用的方法可用于对环境样品中的低浓度的汞进行检测，预富集的方法包括液液微萃取，固相萃取（SPE）。然而，离线固相萃取富集-HPLC-ICP-MS的检测方法会浪费部分富集的汞，阻碍灵敏度的进一步提高。因此本文采用在线固相萃取富集-HPLC-ICP-MS的装置和方法，实现了环境样品中超痕量二价汞和烷基汞的富集分离检测。 岛津在线SPE-LC-ICP-MS系统 应用实例首先使用富集活化试剂活化富集萃取小柱，再将超痕量的二价汞和烷基汞的溶液1 ng L-1注入至富集萃取小柱上进行富集，最后使用洗脱试剂对富集在柱上的汞溶液进行洗脱并注入至液相分离柱中进行色谱分离后进入ICP-MS中进行定量检测，流程示意图如上图所示。另外，对本方法用于超痕量二价汞和烷基汞的富集检测进行方法学评估，结果如下表所示。 注：a：样品量为5mL。RSD是基于多次测量0.5 ng L-1的二价汞和烷基汞得到的相对标准偏差。 在本方法中，CH3Hg(II)、Hg(II)和C2H5Hg(II)在超痕量（0.2-10 ng/L）和低浓度（10-1000 ng/L）的条件下均获得了良好的线性。此外，该方法也具有很好的重现性，CH3Hg(II)多次测量的相对标准偏差（RSD）为4.0%，Hg(II)为7.9%，C2H5Hg(II)为2.5%（n = 7）。位于pg/L水平的低检测限（LOD）和定量限（LOQ）使得本方法适用于天然水中超痕量的二价汞和烷基汞的检测。 进一步对海水、河水和湖水中的二价汞和烷基汞进行了分析，以验证在线固相萃取富集检测方法的可行性和准确性，见下图。结果表明Hg(II)是这些天然水中主要形态的汞，其浓度为0.46至1.30 ng/L。在湖水中，也检测到超痕量的CH3Hg(II)，为0.07 ng/L。 另外，我们在水样中添加1 ng/L的CH3Hg(II)、Hg(II)和C2H5Hg(II)，以评估该方法的回收率，见下图。在这些环境水体中，Hg(II)、CH3Hg(II)和C2H5Hg(II)的回收率分别为82-106%、100-101%和82-88%。这一结果表明，本方法可用于分析自然水体中的超痕量二价汞和烷基汞，准确度高。 结论 岛津在线SPE-LC-ICP-MS系统适用于天然水中超痕量的二价汞和烷基汞的检测，其方法的稳定性、准确性及回收率均满足方法学要求，可用于环境研究及环境常规监督检测。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

ASD总部位于加拿大，在气体检测领域拥有几十项国际专利，在气相色谱和气体分析领域具有悠久的创新历史，是气相色谱领域的技术领先和创新者。ASD在色谱领域深耕30多年，始终专注于超痕量气相色谱的研发和创新。超痕量气相色谱检出限极低，广泛应用于氢能、半导体等行业，例如，ASD曾为北京“2022冬奥会”提供燃料电池用氢在线检测系统，同时公司还与中石化、中石油、北京低碳清洁能源研究院、中科院上海应用物理所、天然气研究院等用户紧密合作。此外，其解决方案在工业气体、制药和实验室等领域也应用广泛。ASD运用专业知识，在重要领域帮助客户控制质量并提供最佳解决方案，以应对各种挑战。ASD总裁Andre Lamontagne先生在接受仪器信息网采访的时候谈到，ASD在色谱领域的解决方案具有显著优势，从接头、阀门、检测器到色谱平台，掌握色谱领域关键技术。除了气相色谱仪方面的开发和创新外，ASD还为超痕量气体分析提供一个完整的生态系统。公司不仅销售全集成气相色谱解决方案，还为整个气相色谱界提供优质技术和组件，为气相色谱仪器的可靠性和质量做出贡献。详细内容见视频：

p 　　分析化学中的“超痕量”是指物质含量在10-9g/g及以下的极微小量。单细胞成分量、早期肿瘤诊断标志物含量、高纯标准物质中杂质含量等往往都在超痕量级。检出并准确量化这些超痕量物质往往有着“见微知著”的效果。例如，单细胞成分量间的超痕量差异很可能是区别细胞功能、判断细胞是否病变的依据 血液中超痕量的诊断标志物则可能是肿瘤和心脑血管疾病等早期诊断的最有效途径。然而，“超痕量”已接近主流分析测试方法的检出极限，更难以在样品量极少、基质复杂的情况下保障超痕量成分测量的可靠和稳定。 /p p 　　为此，中国计量科学研究院(简称“中国计量院”)针对超痕量物质精密测量的系统解决方案、核心技术和关键部件，与复旦大学等单位联合展开技术攻关。经近六年的努力，项目组成功开辟了超痕量物质精密测量的新途径，破解了关键测量环节的世界技术难题，将目标分析物的检出限下拓至主流方法的千分之一。项目组自主研发的核心器件和测量系统，成功将我国相关仪器的自主研制能力提升至国际领先水平，为我国物质科学、生命科学重大研究的突破提供了有力支撑。日前，中国计量院领衔的“超痕量物质精密测量关键技术及应用”项目获得了2017年度国家科技进步二等奖。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 676" title=" 001.jpg" style=" width: 500px height: 676px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/ced4e547-3372-4c84-854b-a44fa0f88ab6.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图1 项目负责人方向研究员在国家科学技术奖励大会现场 /strong /span /p p 　　据项目负责人、中国计量院院长方向研究员介绍，对全技术链条的系统创新和对关键环节的重点攻关是项目取得突破的两大核心。项目组首先从主流色谱-质谱技术路线各个环节出发，分析了制约测量精度的根本原因，提出了以气相离子为研究对象、基于离子精确测量技术的全新测量系统模型。与此同时，项目建立了基于超算的多物理场离子运动模拟仿真系统，促进了全研发过程多种新技术、新方法的快速验证、优化和实现。在此基础上，项目聚焦系统关键环节，成功构建了可精确调控的多物理场，发明了新场型调控离子操控新技术，研制出系列关键部件和三类基于不同原理的科学装置，实现了离子选择性高效传输、富集和精准分离，最高离子富集效率可达10000倍。 /p p 　　项目还针对弱极性、易降解化合物，研制出高效的辉光放电离子化装置，实现了纯物质中全杂质的精确扣除，大幅提升了我国基准纯物质的自主研制水平，2种生命科学领域标准物质定值方法被国际发布为参考方法，彰显了我国化学计量的国际地位和水平。项目针对单细胞分析中样品量极少、基质复杂等难题，开发出基于电场诱导解析电离离子化的独特科学装置，成功实现了pL(10-12L)级单细胞中基质和待测分子的分离，检测限达fmol(10-15mol)以下，可同时观测到单细胞中上千种代谢物含量的极微小变化，为我国生命科学前沿和尖端研究提供了可靠支撑。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/eff03197-7557-449c-9ee8-e58c8df88845.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图2 三类科学装置国际首创、核心技术国际领先 /span /strong /p p 　　除支撑计量科学、生命科学等前沿尖端研究外，项目组与相关科研单位和企业合作，聚焦质谱仪器新产品自主研发、技术升级和产业化，依靠创新引领我国基础前沿研究自主装备能力和原始创新水平，形成的关键技术和部件应用于多个企业和多种质谱仪的研制，在一些重要领域打破国外垄断，增强了国产质谱仪器的国际竞争力。 /p