李 冰,胡靜宇,趙墨田

(1.國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心,北京 100037;2.鋼鐵研究總院,北京 100081;3.中國計(jì)量科學(xué)研究院,北京 100013)

碰撞/反應(yīng)池ICP-MS性能及應(yīng)用進(jìn)展

李 冰1,胡靜宇2,趙墨田3

(1.國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心,北京 100037;2.鋼鐵研究總院,北京 100081;3.中國計(jì)量科學(xué)研究院,北京 100013)

對(duì)碰撞/反應(yīng)池ICP-MS的性能及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜述。碰撞/反應(yīng)池是目前四極桿ICP-MS首推的,最有效的消除多原子干擾的技術(shù),近年來已經(jīng)在痕量超痕量多元素分析、形態(tài)分析和同位素比值分析中得到很好的應(yīng)用。預(yù)期在今后將繼續(xù)發(fā)揮作用,并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

碰撞/反應(yīng)池;ICP-MS;性能;應(yīng)用

采用ICP-MS測(cè)定痕量元素或同位素比值時(shí),多原子質(zhì)譜干擾影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。自從ICP-MS問世以來,一直有各種各樣的研究致力于克服這個(gè)問題。除了常用的數(shù)學(xué)校正方法外,在樣品引入等離子體之前采用流動(dòng)注射、色譜、電熱蒸發(fā)等技術(shù)分離干擾離子,以及一些試圖通過改變等離子體源部分的電離條件,比如冷等離子體、屏蔽炬技術(shù)、改變等離子氣或改變等離子體工作參數(shù)等以達(dá)到減少多原子形成的目的。每種技術(shù)和方法都有一定的特效性,也有一定的局限性。比如冷等離子體對(duì)于電離能大于8 eV的分析離子靈敏度降低,難熔元素的氧化物增加,易受到等離子體中易電離元素的基體效應(yīng)?；旌系入x子體氣體的引入也會(huì)引起其他多原子干擾問題。高分辨質(zhì)譜儀器內(nèi)在的高分辨能力可以解決一些質(zhì)譜干擾問題,但該儀器比四極桿系統(tǒng)昂貴,而且高分辨不能解決所有質(zhì)譜干擾問題,高分辨模式時(shí),靈敏度和分析通量有所降低。碰撞/反應(yīng)池(collision reaction cell,簡稱CRC)技術(shù)的引入,是解決四極桿ICP-MS干擾問題的一個(gè)重要突破,近年來得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。與上述的一些物理方式(比如高分辨儀器分辨質(zhì)譜的方法)相對(duì)應(yīng),碰撞/反應(yīng)池技術(shù)也被稱為化學(xué)分辨(chemical resolution)?；瘜W(xué)分辨可以解決高分辨儀器不能分辨的40Ca與40Ar質(zhì)譜干擾問題,同時(shí)也可以改善同位素比值分析的精密度。

化學(xué)分辨是一種通過氣相離子-分子化學(xué),將離子束中的多原子或同質(zhì)干擾粒子消除的過程。碰撞/反應(yīng)池就是設(shè)置在離子透鏡和四極桿質(zhì)量分析器之間的,用來進(jìn)行這種化學(xué)分辨過程的裝置。封閉的池體內(nèi)引入一種碰撞或反應(yīng)性氣體,粒子束中的分析離子和多原子干擾離子經(jīng)過化學(xué)分辨后,由只加射頻的多極桿傳輸元件將離子束有效地傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器進(jìn)行測(cè)定。

有關(guān)碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的研究應(yīng)用已有10多年的歷程,期間有大量基礎(chǔ)研究和應(yīng)用報(bào)道。從1997年推出了第一臺(tái)碰撞池ICP-MS以來,各種類型的碰撞/反應(yīng)池作為抗干擾選購件或整機(jī)配置先后出現(xiàn)在各個(gè)廠家的ICP-MS商品儀器中,并逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。目前商品化的碰撞/反應(yīng)池系統(tǒng)主要有以下4種類型:四極桿動(dòng)態(tài)反應(yīng)池(DRC,PE公司),六極桿碰撞池(CCT,賽默飛世爾公司,X系列),八極桿碰撞/反應(yīng)池(ORS,安捷倫公司,7500和7700系列)和無多極桿的碰撞反應(yīng)接口(CRI,瓦里安公司,Varian820-MS)。

除CRI外,碰撞/反應(yīng)池的結(jié)構(gòu)基本是由桶狀的池體構(gòu)成,池體內(nèi)裝有多極桿,池內(nèi)充入碰撞或反應(yīng)氣,維持在比周圍真空腔內(nèi)壓力稍高的增壓狀態(tài)。零、六或八極桿系統(tǒng)不可以動(dòng)態(tài)掃描,僅僅作為離子通道,不同質(zhì)荷比的離子不加選擇地通過,具有很好的離子聚焦功能,待測(cè)離子損失較少,干擾離子通過碰撞/反應(yīng)消除。而四極桿系統(tǒng)具備的動(dòng)態(tài)“帶通”掃描功能,可以選擇特定質(zhì)荷比范圍的離子通過,且反應(yīng)池產(chǎn)生的副產(chǎn)物離子落在池內(nèi)四極桿的帶通之外,處于不穩(wěn)定區(qū)域而得到排除,具有很好的靈活性。

2005年瓦里安公司推出Varian820-MS,采用了新穎獨(dú)特的CRI,與其他碰撞/反應(yīng)池裝置不同的是,該系統(tǒng)無多極桿離子引導(dǎo)裝置,即沒有在透鏡和質(zhì)譜分析器之間設(shè)置專門的碰撞/反應(yīng)池,而是利用2個(gè)錐接口之間的空間作為反應(yīng)空間,將氦氣或氫氣直接注入錐接口區(qū),在分析物進(jìn)入離子透鏡前抑制干擾。不同模式之間可以快速切換。

1 碰撞/反應(yīng)池技術(shù)——化學(xué)分辨

碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的原理和運(yùn)用源于有機(jī)質(zhì)譜分析中混合物的結(jié)構(gòu)分析以及離子-分子反應(yīng)的基礎(chǔ)研究,它是靠氣相離子-分子反應(yīng)消除多原子干擾,達(dá)到化學(xué)分辨的目的。離子-分子反應(yīng)有多種類型,如電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、原子轉(zhuǎn)移、締合反應(yīng)、縮合反應(yīng)、碰撞誘導(dǎo)解離反應(yīng)等。通常,將碰撞/反應(yīng)池消除干擾的方法歸納為3大類型,即碰撞碎裂型(collisional fragmentation或collisional induced dissociation,CID)、動(dòng)能歧視型(kinetic energy discrimination,KED)和化學(xué)反應(yīng)型(chemical reaction,CR),用以強(qiáng)調(diào)和區(qū)分池體內(nèi)進(jìn)行物理/化學(xué)反應(yīng)過程的特征。CID采用相對(duì)較高的能量和較低的壓力(碰撞條件),而反應(yīng)池采用較高的壓力和較低的能量(熱氣流條件)。

CID模式是在所有儀器中均存在的最基本的消除干擾原理,但CID要求碰撞的能量高于干擾離子的鍵能。由于商品儀器設(shè)計(jì)上的局限性,使用最常用的He氣碰撞時(shí),很多鍵能較高的干擾離子無法達(dá)到很好的消除。為此,一些商品儀器引入Xe、Ar等質(zhì)量較大的碰撞氣體以加強(qiáng)碰撞效果,如用于消除S、P等所受到的干擾。然而,負(fù)面效應(yīng)使目標(biāo)元素的靈敏度損失較大,應(yīng)用范圍不大。

KED是利用干擾離子一般為分子離子,碰撞截面大于單原子離子的目標(biāo)元素,因此在碰撞池中飛行時(shí)被碰撞的幾率較大,其動(dòng)能損失也較大,當(dāng)四極桿相對(duì)于碰撞池設(shè)置的勢(shì)能阱高于干擾離子動(dòng)能時(shí),這些干擾離子無法進(jìn)入四極桿而消除。目標(biāo)離子由于被碰撞次數(shù)少,動(dòng)能損失少,大部分可以越過勢(shì)能阱進(jìn)入四極桿被最終檢測(cè)。KED工作方式的有效性取決于干擾分子離子與目標(biāo)待測(cè)離子的能量差別,利用干擾分子離子的碰撞截面比待測(cè)目標(biāo)離子大而達(dá)到消除干擾的目的,因此對(duì)于不同類型的干擾沒有特定選擇性,均可以采用基本相同的工作條件來消除。例如,ClO+對(duì)V+的干擾、ArO+對(duì)Fe+的干擾,CaCl+和ArCl+對(duì)As+的干擾,雖然干擾不同,目標(biāo)元素也不同,但可以用同一條件消除干擾,這適用于基體復(fù)雜,干擾類型多的環(huán)境、食品、臨床等樣品。Agilent 7700系列ICP-MS特別強(qiáng)調(diào)了KED功能。對(duì)于碰撞截面相近的干擾,KED消除效果較差,例如Ar+對(duì)Ca+的干擾就不能用惰性的碰撞氣體通過KED消除。

對(duì)于用CID或KED方式消除干擾效果不足的特定元素,純H2氣,H2/He混合氣、NH3/He混合氣、純O2氣,純N H3氣、純CH4氣等具有反應(yīng)性的氣體常被用于消除干擾,即化學(xué)反應(yīng)(CR)型。不同的商品儀器均可引入上述不同反應(yīng)氣體進(jìn)行干擾消除,但使用純N H3氣時(shí)需要抗腐蝕裝置以防止損害儀器。

反應(yīng)模式主要是基于熱離子-分子反應(yīng),取決于特定的熱力學(xué)和動(dòng)能,所以與CID和KED過程不同,它具有高度特效性(高選擇性)。當(dāng)反應(yīng)條件適合時(shí),具有極強(qiáng)的消除干擾能力?；瘜W(xué)反應(yīng)消除干擾的負(fù)面效應(yīng)是針對(duì)不同的干擾需要選擇不同的反應(yīng)氣體和反應(yīng)條件,對(duì)使用者的操作水平要求較高,而且化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生一系列副反應(yīng)產(chǎn)物和未知的新干擾。動(dòng)態(tài)反應(yīng)池(DRC)與其他碰撞/反應(yīng)池的最大差別在于排除副反應(yīng)產(chǎn)物離子的方法不同。前者是利用質(zhì)量歧視效應(yīng)(帶通作用)排除副反應(yīng)產(chǎn)物(區(qū)別不同質(zhì)量范圍質(zhì)荷比的離子);而其他碰撞/反應(yīng)池是利用動(dòng)能歧視效應(yīng)區(qū)別與目標(biāo)元素具有相同質(zhì)量而動(dòng)能不同的干擾離子。在日常分析工作中,DRC帶通作用或動(dòng)態(tài)掃描作用使其在消除復(fù)雜副反應(yīng)產(chǎn)物上有很好的靈活性,因此在使用高反應(yīng)活性且副產(chǎn)物較復(fù)雜的氨氣和甲烷時(shí)有一定的優(yōu)越性。對(duì)于其他碰撞/反應(yīng)池,經(jīng)常通過與簡單的H2反應(yīng)或電荷轉(zhuǎn)移消除一些氬分子離子(如Ar+、ArO+、ArC+、ArN+、ArH+、Ar2+等)的干擾,其他反應(yīng)氣體的使用一般是針對(duì)特定樣品的特定元素,以避免過分復(fù)雜的副產(chǎn)物。

有關(guān)碰撞/反應(yīng)池技術(shù)發(fā)展初期的基礎(chǔ)研究很多。Tanner等系統(tǒng)研究了在離子-分子反應(yīng)的熱力學(xué)過程中Rf場(chǎng)能量分布[1],池內(nèi)干擾物的降低過程[2]以及分析性能的最佳化[3]。

2 碰撞/反應(yīng)池的性能

除DRC外,其他碰撞/反應(yīng)池通常使用He或H2以及它們的混合氣,操作簡單,尤其是ORS,一般推薦采用He(純碰撞)模式。應(yīng)用He純碰撞模式消除干擾時(shí),不同濃度的復(fù)雜基體干擾一致降低。He為惰性氣體,在反應(yīng)池中不會(huì)形成新的干擾物,待測(cè)元素也不因副反應(yīng)而損失。反應(yīng)池內(nèi)未形成新的副反應(yīng)產(chǎn)物離子,就不需要一種動(dòng)態(tài)的或掃描消除副反應(yīng)產(chǎn)物。該方法設(shè)置簡單,可以在同一操作條件下進(jìn)行多元素和多種不同樣品基體的分析。同時(shí),因其消除干擾的能力并不局限于某種特定的基體或干擾,使得He模式成為一種有用的篩選工具,可用于對(duì)高基體未知樣品進(jìn)行無干擾的半定量分析。對(duì)于受碳和氯化物基體干擾的元素,當(dāng)使用常規(guī)ICP-MS(或無碰撞/反應(yīng)氣)時(shí),背景等效濃度(BEC)和檢測(cè)限(DL)受到嚴(yán)重影響。比如,52Cr的BEC在未消除干擾條件下為526μg·L-1(ArC干擾),但在He消除干擾模式下可達(dá)0.07μg·L-1(降低了7 514倍)。He碰撞模式的普遍適用性實(shí)際上是一種折中條件,這意味著相應(yīng)的不同元素的靈敏度和BEC只是折中效果,一些輕質(zhì)量元素靈敏度下降較大。然而,新一代Agilent 7700系列ICP-MS的純He碰撞作用已經(jīng)可以在2%鹽酸,同一工作參數(shù)下,同時(shí)使受嚴(yán)重干擾的V、Cr、Fe、As、Se等元素均達(dá)到小于10-11的檢測(cè)限,這對(duì)于常見的環(huán)境、食品、臨床等樣品已經(jīng)足夠了。純He氣體消除干擾特性使得該儀器可以只用一種參數(shù)分析常見樣品的常見目標(biāo)元素,無需針對(duì)不同元素和不同樣品開發(fā)不同的方法,也無需考慮目標(biāo)元素是否受到干擾或受到何種干擾,甚至針對(duì)海水這樣復(fù)雜的、高鹽基體也是如此。ORS除了對(duì)復(fù)雜高基體樣品和多元素分析具有極寬適用性的He模式外,對(duì)于個(gè)別受到極強(qiáng)的己知等離子體Ar基體形成的分子離子干擾元素,如Ca的同位素(m/z40,與40Ar重疊)以及Se的同位素(m/z 78與80,與Ar2多原子離子重疊),ORS也可以采用更高效的反應(yīng)消除干擾模式。對(duì)此類干擾而言,H2是一種極為理想的反應(yīng)氣,因其與Ar基的干擾粒子反應(yīng)迅速,而與待測(cè)元素的反應(yīng)極慢甚至不反應(yīng)。因此,可將干擾降至儀器本底噪音水平,使上述難分析元素的檢測(cè)限達(dá)ng·L-1(10-12)水平。有時(shí),NH3/He混合氣、O2等其他反應(yīng)氣體也被使用。然而,這些反應(yīng)氣體一般是針對(duì)特定行業(yè)的特定樣品和元素,例如半導(dǎo)體行業(yè)的高純?cè)噭?、高純材料和高純金屬等。在這些特定應(yīng)用中對(duì)多元素同時(shí)分析,一般是根據(jù)需要在標(biāo)準(zhǔn)模式(無氣體)和碰撞/反應(yīng)模式之間切換。在半導(dǎo)體行業(yè)分析中,為了達(dá)到最佳的消除干擾效果,根據(jù)樣品類型的不同,數(shù)據(jù)采集常采用的ORS模式有:氦模式、氫模式、無氣體模式(標(biāo)準(zhǔn)模式)和冷等離子體模式。

一般情況下,六極桿的CCTICP-MS使用H2/He混合氣體消除干擾,但也常使用高活性氣反應(yīng)模式,比如N H3/He模式測(cè)定HCl介質(zhì)中的Cr和V;H2/He模式測(cè)定HCl介質(zhì)中的As和Se,也常采用加入氧氣的反應(yīng)模式,在無動(dòng)能歧視的條件下(六極桿偏壓大于四極桿偏壓)測(cè)定一些元素。例如用氧氣反應(yīng)模式測(cè)定含Mo溶液中的Cd,減少M(fèi)oO對(duì)Cd的干擾(六極桿偏壓-5 V,四極桿偏壓-10 V)。CCT模式下,111Cd的BEC比標(biāo)準(zhǔn)模式提高500多倍。同樣,Zr基體中Cd的測(cè)定也可以通過氧化反應(yīng)將Zr形成的氧化物除去。采用NH3/He的CCT模式降解35Cl16O+測(cè)定V時(shí),加入1%NH3(流速5 mL·min-1)對(duì)V的靈敏度沒有損失。CCT檢測(cè)32S16O的檢出限(S)為0.5×10-9。CCTED加入氧氣測(cè)定Hf基體中的Pt和標(biāo)準(zhǔn)模式的BEC比值可達(dá)5個(gè)數(shù)量級(jí)。CCT中的反應(yīng)模式也可以利用動(dòng)能歧視控制副反應(yīng)產(chǎn)物離子。

反應(yīng)池消除干擾的過程和應(yīng)用遠(yuǎn)比碰撞池復(fù)雜,需要考慮反應(yīng)氣和反應(yīng)條件的選擇,有人稱DRC裝置為ICP-MS中在線消除多原子干擾的試管“on-line test tube”,“試管”中發(fā)生的氣相化學(xué)反應(yīng)是復(fù)雜的,需要控制好才能達(dá)到預(yù)期的目的。所以,需要有一個(gè)“cookbook of recipes”,為不同類型基體和分析元素選擇合適的方法。一旦選擇了最佳的反應(yīng)氣和操作條件,DRC的消除干擾效率非常高,可以獲得很好的檢出限。大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用證明,NH3是一種非常有效的消除氬基多原子離子干擾的反應(yīng)氣。

利用化學(xué)反應(yīng)解決干擾問題,通常有兩種途徑,一種是讓干擾離子形成新的干擾物,避免其干擾分析離子的質(zhì)量;另一種是讓分析離子形成新的多原子離子,測(cè)定其多原子離子質(zhì)量。碰撞/反應(yīng)池常用的3種反應(yīng)是電荷轉(zhuǎn)移,質(zhì)子轉(zhuǎn)移和氧化反應(yīng)。利用哪一種反應(yīng)取決于相關(guān)離子的熱力學(xué)性質(zhì)。如果是放熱反應(yīng),那么ΔHr<0,反應(yīng)向環(huán)境釋放能量,允許熱力學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如果是吸熱反應(yīng),那么ΔHr>0,反應(yīng)從環(huán)境中吸收能量,不允許發(fā)生熱力學(xué)反應(yīng)。例如P和S與氧的反應(yīng)焓變(ΔHr)分別是-298.9和-26.0 kJ·mol-1,為放熱反應(yīng);而NO+,NOH+的反應(yīng)焓變是240.3和80.8 kJ·mol-1,為吸熱反應(yīng),所以加入氧氣后只能形成PO和SO。Ti會(huì)對(duì)PO和SO有干擾,但由于Ti的反應(yīng)焓是-193.0 kJ·mol-1,所以在加入氧氣后與P、S一樣,也能形成氧化物,從而避開了要監(jiān)測(cè)的分子質(zhì)量。不同反應(yīng)氣體也有很大差別,例如同樣是P和S的干擾問題,有人對(duì)多種氣體做了比較:N2O和CO2氧化反應(yīng);CH3F氟化反應(yīng);CH3Cl氯化反應(yīng);CH4,C2H4和C2H6甲基化反應(yīng)。但結(jié)果表明,其背景相當(dāng)濃度值和檢出限比O2差很多倍[4]。

離子-分子反應(yīng)一般具有很高的效率和專一性,所以分析離子的傳輸效率不受影響,即可以保持良好的靈敏度水平。高選擇性反應(yīng)可以將干擾降低107,這種分辨能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出儀器的物理分辨。干擾的排除導(dǎo)致了檢出限的顯著改善,尤其是對(duì)于那些常規(guī)ICP-MS難以測(cè)定的困難元素(如Fe、Ca、K、Cr、As和Se)。

放熱反應(yīng)一般在接近碰撞速率時(shí)進(jìn)行(概率為0.1～1.0)。以ArO+/Fe+為例:CO已被證實(shí)是一種適合解決40Ar16O+對(duì)56Fe+干擾問題的中性試劑。ArO+與CO反應(yīng)形成CO2的速率很快,為5.1×10-10cm3·molecules-1·s-1,相當(dāng)于反應(yīng)系數(shù)0.65(即每3次碰撞就有2次發(fā)生反應(yīng))。而Fe+與CO的反應(yīng)速率 ≤2.0×10-13cm3·molecules-1·s-1,相當(dāng)于每碰撞4 000次還不足以發(fā)生1次反應(yīng)。由此可以假設(shè),如果在池內(nèi)加入CO氣體,ArO+和Fe+在傳輸途徑中同樣經(jīng)歷10次碰撞的話,ArO+的強(qiáng)度將會(huì)降低36 000倍,而Fe+的強(qiáng)度最多降低0.25%,這意味著大大改善了56Fe+的信噪比。原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)是一種常用的避免干擾的途徑。高強(qiáng)度的Ar基干擾離子,比如Ar+、Ar2+、ArO+、ArN+、ArCl+。ArC+是最常見的多原子干擾,具有較高的第一電離電位(IP)。這類干擾可以通過采用較低電離能的中性粒子的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)有效消除。選擇的反應(yīng)氣電離能應(yīng)介于干擾物和分析物之間,通常采用的電荷轉(zhuǎn)移氣體是N H3和CH4。還有一種情況就是干擾物和分析物的IP差別不顯著,比如90Zr(IP=6.84 eV),90Y(IP=6.22 eV),90Sr(IP=5.695 eV)。但采用ICP-DRC-MS,O2為反應(yīng)氣時(shí),可以限制Zr和Y的干擾,并測(cè)定含ZrY大于Sr 10 000倍時(shí)的Sr。另一個(gè)例子是87Rb+(IP=4.18 eV),87Sr+(IP=5.70 eV),用N2O可以解決問題,ΔHr(Sr+)=-131.5 kJ·mol-1和ΔHr(Rb+)=138.2 kJ·mol-1,Sr是放熱反應(yīng),Rb是吸熱反應(yīng),所以Sr的反應(yīng)很快,而Rb不反應(yīng)。目前已有關(guān)于離子-分子反應(yīng)速率信息的數(shù)據(jù)庫[5]。反應(yīng)程度取決于操作條件,受離子動(dòng)能的影響,也受反應(yīng)氣體分子的極性化和偶極矩、反應(yīng)氣的復(fù)雜性(自由度數(shù))、反應(yīng)氣體的壓力、離子和中性粒子的質(zhì)量、池體的某些設(shè)計(jì)特征(包括長度、Rf的振幅和頻率)的影響[6]。

采用不同的反應(yīng)途徑對(duì)相同分析元素的效果不同。例如,采用軸向電場(chǎng)的DRC測(cè)定生物樣品中的P和S,加入氧氣使P和S形成PO+和SO+,軸向電場(chǎng)使氧化物產(chǎn)率的傳輸效率提高4～6倍,P和S的檢出限分別為0.06、0.2 μg·L-1[7]。采用CCT的He-H2-Xe混合氣直接測(cè)定32S+和34S+,m/z32的背景降至約1 mg·L-1,硫的檢出限為20～50μg·L-1[8]。但若采用CCT技術(shù)將S轉(zhuǎn)化成32S16O+,其檢出限為0.5μg·L-1,與DRC采用SO+測(cè)定的結(jié)果差別不大。

采用離子-分子反應(yīng)的DRC技術(shù)減少了潛在的干擾問題,擴(kuò)大了同位素比值分析的應(yīng)用范圍,但DRC的一些工作參數(shù)會(huì)不會(huì)影響質(zhì)量歧視效應(yīng)呢?Vanhaecke等[9]系統(tǒng)地研究了儀器參數(shù)和基體成分的影響。結(jié)果表明,各種DRC參數(shù),如碰撞或反應(yīng)氣流速、帶寬的設(shè)置都將影響質(zhì)量歧視效應(yīng),認(rèn)為這種影響可能與池內(nèi)發(fā)生的分餾效應(yīng)有關(guān),是池內(nèi)的分子化學(xué)反應(yīng)中碰撞損失、空間電荷效應(yīng)以及離子的動(dòng)能效應(yīng)。采用外標(biāo)法可以獲得更為可靠的結(jié)果,而內(nèi)標(biāo)法效果不好?；w組成對(duì)質(zhì)量歧視也具有顯著的影響,采用基體匹配的同位素外標(biāo)校正法或分離基體可以克服這些缺點(diǎn)。

在碰撞/反應(yīng)池的反應(yīng)氣中加入非反應(yīng)性氣體Ne,可以改善同位素比值分析精密度和準(zhǔn)確度。氣體分子的碰撞增加了池內(nèi)分析離子的平均停留時(shí)間,離子在一定時(shí)間內(nèi)實(shí)際上得到了均勻混合,使信號(hào)的短期波動(dòng)得到了阻尼,因此可以改善信號(hào)的精密度[10]。反應(yīng)氣的質(zhì)量對(duì)質(zhì)量歧視效應(yīng)也有影響,選擇較重的氣體(如Ar)會(huì)導(dǎo)致較高的碰撞誘導(dǎo)質(zhì)量歧視效應(yīng)[9]。

碰撞/反應(yīng)池不僅能有效地消除干擾,還具有其他優(yōu)點(diǎn)。比如可以在消解中使用鹽酸、硫酸或其他酸提高難分解元素的分解效率,不會(huì)產(chǎn)生氯或硫基對(duì)一些元素(如As、Cr、Se、V、Zn等)的干擾;由于可以在樣品和標(biāo)準(zhǔn)中加入鹽酸,改善了Ag、Hg、Sb、Sn和鉑族元素的穩(wěn)定性;可以選擇最高豐度的同位素以獲得最高靈敏度,或選擇多同位素以獲得絕對(duì)數(shù)據(jù)可靠性。

碰撞/反應(yīng)池技術(shù)在限制和消除干擾方面具有優(yōu)勢(shì),但該技術(shù)并不能簡單地解決所有干擾問題。對(duì)于復(fù)雜的樣品類型和特定的干擾元素、分析元素,所要求的碰撞或反應(yīng)條件是不同的。例如NH3、H2、N2都可以有效消除ArO+對(duì)56Fe+的干擾,但N2O、NO和C2H4不適合消除ArO+對(duì)Fe+的干擾。同樣,CO氣體可以有效消除Ar2+對(duì)Se+的干擾,而ClO+/V+的問題則不同。實(shí)驗(yàn)表明,ClO+/V+都與NO2反應(yīng),其速率相似,因此不能起到化學(xué)分辨的作用。但當(dāng)加入O2后,V+迅速與O2反應(yīng)形成VO+,而ClO+與O2不反應(yīng),因此可以利用該反應(yīng)測(cè)定VO+(質(zhì)量67),避免ClO+的干擾[6]。

3 碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

前幾年有關(guān)碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的基礎(chǔ)研究較多,應(yīng)用量子化學(xué)計(jì)算碰撞/反應(yīng)池中發(fā)生的各種基本過程,這種途徑與早期曾采用的經(jīng)驗(yàn)方法不同,使碰撞/反應(yīng)池技術(shù)更加科學(xué)化。目前仍有許多應(yīng)用方面的文章發(fā)表,這表明CRC-ICPMS已經(jīng)成為一種常規(guī)的分析技術(shù)。碰撞/反應(yīng)池技術(shù)擴(kuò)展了ICP-MS的應(yīng)用范圍,對(duì)一些特殊基體和難分析元素起著重要作用。

目前各種類型的碰撞/反應(yīng)池技術(shù)應(yīng)用較多,涉及的樣品基體類型以及分析元素也很寬,既有元素含量分析,也有同位素比值分析。多種聯(lián)用分析技術(shù)的應(yīng)用也有不少報(bào)道,例如色譜、毛細(xì)管電泳等技術(shù)和ICP-MS聯(lián)用的元素形態(tài)分析;激光剝蝕-ICP-MS同位素比值分析和地質(zhì)定年測(cè)定;電熱蒸發(fā)-ICP-MS等。測(cè)定的元素范圍也很寬,比如Ca、Fe、K、Mg、Cr、V、S、P、Si,Cd、Hg、As、Se等。

3.1 半導(dǎo)體應(yīng)用

在半導(dǎo)體行業(yè)中,利用碰撞/反應(yīng)池技術(shù)可以直接分析痕量Fe、Ca、K三個(gè)元素,檢出限≤1×10-12。

高純GaAs晶片中超痕量雜質(zhì)的測(cè)定,樣品用王水蒸汽(210℃)處理,Ga和As在45 min內(nèi)幾乎定量揮發(fā)(>99.8%)?；w揮發(fā)后,用ICP-DRC-MS測(cè)定雜質(zhì),N H3作反應(yīng)氣,消除40Ar12C、40Ar16O對(duì)52Cr和56Fe的干擾,Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、Ag、Cd、Ba和Pb的回收率為94%～101%(Ag和Cr為80%)[11]。

采用DRC ICP-MS測(cè)定高純Ge和Se中的雜質(zhì),Ueng等[12]用王水蒸汽揮發(fā)基體Ge,HCl∶HNO3(72∶1)揮發(fā)Se基體,NH3作為反應(yīng)氣,消除40Ar12C+、35Cl16OH+、40Ar16O+、40Ar74Ge+對(duì)52Cr+、56Fe+、114Cd+的干擾。

Agilent公司在每個(gè)時(shí)期都為半導(dǎo)體行業(yè)高純?cè)噭┖筒牧戏治鐾瞥鰧Ｓ玫腎CP-MS型號(hào),包括HP4500-300、7500s、7500cs和7700s,這些型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是屏蔽炬冷等離子體技術(shù)(shield torch cool plasma),在半導(dǎo)體和高純材料分析中應(yīng)用廣泛。然而,這個(gè)行業(yè)最新的挑戰(zhàn)來自于高純硫酸、鹽酸、磷酸以及硅材料中超痕量雜質(zhì)的分析,尤其是Cu、Zn、Ti、V、As、Cr、Mn等關(guān)鍵元素受到S、P、Cl、Si等復(fù)合多原子離子的嚴(yán)重干擾,這是屏蔽炬技術(shù)無法解決的,列于表1。7500cs和7700s均為配置ORS碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的新型號(hào),采用He碰撞模式或N H3反應(yīng)模式來消除表1中元素的干擾,使這些受干擾的關(guān)鍵元素檢測(cè)限均達(dá)到10-11量級(jí),可以用20%HCl、10%H2SO4、1%H3PO4、0.1%Si直接進(jìn)樣分析,避免了復(fù)雜的樣品前處理流程。

表1 半導(dǎo)體材料中受干擾的元素和干擾分子離子Table1 The disturbed elements and interference molecular ion in semiconductor materials

3.2 環(huán)境應(yīng)用

在環(huán)境應(yīng)用中,生物樣品經(jīng)常需要測(cè)定S和P這兩個(gè)元素。常規(guī)ICP-MS直接測(cè)定S和P具有一定難度,一是因?yàn)檫@兩個(gè)元素的電離度較高(10.4～10.5 eV),靈敏度差,需采用豐度最大的同位素測(cè)定(31P 100%和32S 95%);二是這兩個(gè)同位素會(huì)受到來自N、H、O的干擾(15N16O+、14N16O1H、O2)。生物樣品中一般含有大量的C、N、Cl(來自HCl),會(huì)對(duì)P的測(cè)定造成干擾。利用DRC,加入氧氣使P和S分別形成47PO+和48SO+氧化物,測(cè)定P和S的氧化物以及磷硫比值,為環(huán)境和臨床應(yīng)用提供了新方法[13],也可以用于體外酪胺酸激酶中磷蛋白的分析。如果樣品中含有大量鈣,48Ca(0.18%豐度)會(huì)影響48SO+的測(cè)定,這種情況下可以選擇50SO+測(cè)定。

Wu等[14]用DRC-ICP-MS測(cè)定食品中的Ca和P。使用1.0 mL·min-1CH4反應(yīng)氣,消除40Ar+對(duì)40Ca+的干擾,再采用O2反應(yīng)氣將31P氧化成31P16O+,在質(zhì)量47上測(cè)定P的含量。Ca和P的檢出限分別為0.2和0.3μg·L-1。Jarrett等[15]用ICP-DRC-MS測(cè)定尿中的鎘,采用DRC限制鉬對(duì)鎘的多原子干擾。

Leonhard等[16]采用八極桿碰撞/反應(yīng)池7500c系統(tǒng)測(cè)定了海水中痕量V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,As,Mo,Cd,Pb和U等元素。海水標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NASS-5和SL EW-3的分析值和標(biāo)準(zhǔn)值誤差在±20%以內(nèi),樣品無需分離富集,簡單稀釋10倍后直接測(cè)定。選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)氣和碰撞氣,大大降低了海水基體元素形成的諸如ArCl+和ArNa+的嚴(yán)重質(zhì)譜干擾,使U的檢出限達(dá)到0.3 ng·L-1,As和Fe的檢出限達(dá)20 ng·L-1。無內(nèi)標(biāo)校正的儀器測(cè)定穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明,稀釋10倍的海水在150 min連續(xù)測(cè)定期間,所有測(cè)定的m/z值信號(hào)降低大約7%(鹽類在錐口的沉積引起),但相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)不超過±3%,4 h的RSD不超過±6%。在最新的研究報(bào)告中,這些分析性能得到進(jìn)一步提高,尤其是配合HMI高鹽進(jìn)樣裝置使用,海水這樣的高鹽度樣品可以直接進(jìn)樣分析,受到嚴(yán)重干擾的Fe、Co、Cr、Mn、As、Cu、Zn、V等元素可以檢測(cè)到低至0.1×10-9量級(jí)。

道路塵土中Pt的測(cè)定是近年來環(huán)境研究的熱點(diǎn),但I(xiàn)CP-MS直接測(cè)定Pt時(shí),194～196三個(gè)Pt同位素都受HfO的質(zhì)譜重疊干擾。Kan等[17]使用NH3作為反應(yīng)氣,成功地消除了HfO+對(duì)Pt的干擾,5×10-8Hf產(chǎn)生的HfO干擾強(qiáng)度計(jì)數(shù)率能從2 963降低到18,使道路塵土中Pt的檢出限為8～10 ng·g-1。在收集香港道路塵土樣品中,Hf濃度約為0.9～2.1μg·g-1,Pt濃度約為205 ng·g-1,所以HfO的干擾是不能忽視的。有文獻(xiàn)采用經(jīng)驗(yàn)方法校正HfO的干擾,但準(zhǔn)確性有限。

常規(guī)ICP-MS由于受Ar2+的干擾,痕量和超痕量Se和As的直接檢測(cè)較為困難。碰撞反應(yīng)池技術(shù)為臨床和環(huán)境研究領(lǐng)域開啟了一條可靠的檢測(cè)途徑。有機(jī)碳基體中Cr的測(cè)定受ArC多原子干擾,用DRC可以消除,在含0.12%有機(jī)碳基體中,Cr檢出限低于10-12。

3.3 地質(zhì)應(yīng)用

地質(zhì)樣品中金、鉑、鈀、銠、釕的測(cè)定:Au的干擾有TaO+、HfO(H)+,Pt的干擾有HfO+,105Pd的干擾有65CuAr+、103Rh-63CuAr+,加入CH3F使分析離子形成一種復(fù)合離子測(cè)定。例如使金形成AuCH3F+(m/z231),Pt形成PtCHF+(m/z226)測(cè)定,避開了干擾。Ru的所有同位素都存在Ni和Cu與Ar的多原子離子干擾,加入NH3可以消除干擾。含Cu高的樣品,ArCu+嚴(yán)重干擾103Rh的測(cè)定,比如PTM-1Ni-Cu Matte冰銅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的Rh,證書值是0.94μg·g-1,用標(biāo)準(zhǔn)模式測(cè)定結(jié)果是4.7μg·g-1,但使用DRC模式后,測(cè)定結(jié)果是0.82μg·g-1,與證書值非常接近。

Ejnik等[18]加入O2將235U和238U分別轉(zhuǎn)化成235UO2+和238UO2+進(jìn)行測(cè)定,避免了234.8多原子對(duì)235U的干擾,轉(zhuǎn)化率大于90%。Vais等[19]利用DRC的縮合反應(yīng)測(cè)定錒系和鑭系元素,將測(cè)定元素轉(zhuǎn)化成氧化物測(cè)定(UO2+、ThO+、NdO+和PrO+),提高了靈敏度。例如U的檢出限0.022 ng·L-1比標(biāo)準(zhǔn)模式0.22 ng·L-1提高了1個(gè)數(shù)量級(jí)。伴隨著碰撞聚焦可增加離子的傳輸效率,提高靈敏度。地質(zhì)樣品中Sr的測(cè)定會(huì)遇到Zr和Y的干擾,采用DRC將Zr、Y轉(zhuǎn)化成氧化物,可以測(cè)定高濃度Zr、Y基體中的Sr[20]。

Si的測(cè)定由于存在著多原子干擾,使信噪比變差。加入N H3反應(yīng)氣可以消除12C16O+和28N2+對(duì)m/z28的干擾,信噪比提高了1個(gè)多數(shù)量級(jí),可以直接測(cè)定鋼中2μg·g-1Si[21]。47Ti16O+、49Ti16O+和47Ti18O+干擾63Cu+和65Cu+,采用N H3消除Ti的多原子對(duì)Cu的干擾。檢測(cè)質(zhì)量99處的聚合離子Cu(NH3)2+,Cu的檢出限是0.015μg·L-1[22]。

3.4 ICP-MS聯(lián)用技術(shù)中的應(yīng)用

動(dòng)態(tài)碰撞/反應(yīng)池技術(shù)在激光剝蝕ICP-MS中也有不少應(yīng)用。Günther等[23]研究了LADRC-ICP-MS在測(cè)定單個(gè)流體和熔融包裹體中多元素瞬時(shí)信號(hào)的測(cè)定能力,并與常規(guī)ICP-MS進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,DRC非常適合瞬時(shí)信號(hào)的多元素同時(shí)測(cè)定,與標(biāo)準(zhǔn)模式的結(jié)果相當(dāng)。氫氣有效地消除了Ar基多原子干擾離子,Ca提高了2.5個(gè)數(shù)量級(jí),Fe提高了20倍。

Hattendorf等[24]采用氨氣和氫氣的DRC進(jìn)行激光剝蝕系統(tǒng)干擾消除實(shí)驗(yàn),為了增強(qiáng)DRC的熱化作用,采用He、Ne、Xe作為緩沖氣。結(jié)果表明,氨氣比氫氣的反應(yīng)速率高,同時(shí)氨氣與分析離子的副反應(yīng)也較高,導(dǎo)致分析離子的損失。氫氣的反應(yīng)速率雖低一些,但副反應(yīng)產(chǎn)率低,能保持較高的分析離子靈敏度,因此對(duì)測(cè)量時(shí)間短的方法比較適合,比如激光剝蝕或ETV。作者用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DRC對(duì)于激光剝蝕法的效果,石英樣品中的Ca和Cr基體中的Nb分別受氬離子或氬基離子的干擾。使用DRC后,由于降低了背景,可以用豐度最高的同位素測(cè)定,石英中Ca的檢出限比常規(guī)ICP-MS降低了2個(gè)數(shù)量級(jí),Cr基體中Nb的準(zhǔn)確度也得到了改善。

在常規(guī)ICP-MS中,103Rh+的測(cè)定受206Pb2+的干擾,使用N H3作為反應(yīng)氣消除干擾,LAICP-DRC-MS的測(cè)定結(jié)果和參考值的誤差<10%,Pt和Rh的精密度一般在10%范圍內(nèi),Pd的差一些,大約為15%[25]。

NH3的DRC模式在電熱蒸發(fā)ICP-MS分析中也有應(yīng)用。用NH3的DRC模式消除電熱蒸發(fā)(ETV)ICP-MS中碳基多原子干擾。N H3能有效地消除對(duì)Cr和Mg的干擾,而對(duì)Si的干擾不能完全消除,但得到的檢出限比常規(guī)ICPMS有很大改善[26]。

利用懸浮液電熱蒸發(fā)法進(jìn)樣,DRC-ICP-MS同位素稀釋法測(cè)定奶粉中的Cr、Zn、Cd、Pb,抗壞血酸作為基體改進(jìn)劑增強(qiáng)離子信號(hào)。用0.4 mL·min-1NH3作為反應(yīng)氣,Cr、Zn、Cd、Pb檢出限分別為3、37、0.2、2 ng·g-1[27]。Danadurai等采用流動(dòng)注射氫化物發(fā)生法ICP-DRC-MS測(cè)定鎳基合金中的Se,甲烷作為反應(yīng)氣(0.7 mL·min-1),消除氬基干擾離子對(duì)78Se和80Se的干擾。檢出限為0.003～0.007μg·L-1,對(duì)于原始合金樣品相當(dāng)于3～7 ng·g-1。在樣品溶液中加入1%硫脲和1.5%檸檬酸作屏蔽劑,掩蔽Ni和其他過渡金屬對(duì)氫化物發(fā)生過程的干擾,使Se的信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)210%[28]。

3.5 形態(tài)分析應(yīng)用

硒的形態(tài)分析非常重要,但Se的準(zhǔn)確測(cè)定因多原子干擾問題存在困難。Se的同位素m/z 74、76、78、80會(huì)受到氬的多原子干擾,使用甲烷為反應(yīng)氣,使受到氬干擾的m/z74、76、78、80干擾強(qiáng)度降低了大約5個(gè)數(shù)量級(jí),可以測(cè)定硒的6個(gè)天然同位素。HPLC-ICP-DRC-MS測(cè)定Se的檢出限可達(dá)3～5 pg,可以測(cè)定硒形態(tài)和同位素組成[29-31]。Xu等[32]采用ICP-DRC-MS測(cè)定人血漿中硒標(biāo)記蛋白,測(cè)定了5種硒形態(tài),包括硒蛋白磷(SelP),谷胱甘肽氧化酶(GPx),selenoalbumin(SeAlb),2種未知的硒形態(tài)(U1和U2)。Larsen等[33]采用ICP-DRC-MS測(cè)定HPLC分離的12種硒的形態(tài),該方法應(yīng)用于測(cè)定酵母和藻類中硒的形態(tài)。由于采用了DRC,可以用豐度最高的80Se,硒檢出限比常規(guī)ICPMS采用82Se提高了大約3倍。用陰離子交換色譜氫化物發(fā)生DRC-ICP-MS(AEC-HG-ICPDRC-MS)測(cè)定雨水和海水樣品中無機(jī)硒形態(tài)硒酸鹽和硒氰酸鹽,研究了用甲烷消除氬聚合物40Ar2+的干擾,用NH3限制HBr+的干擾[34]。

人類越來越多的接觸釩元素,一是通過環(huán)境(如含釩的煤或油的燃燒,不銹鋼),二是通過藥物治療(一些釩的形態(tài)呈現(xiàn)似胰島素的性質(zhì),釩可能有抗癌作用)。但釩酸鹽及其衍生物有毒,其毒性取決于傳輸機(jī)理和目標(biāo)器官,因此引起人體流體和組織中釩的化合物形態(tài)分析的興趣。但生物樣品中V的測(cè)定會(huì)遇到多原子干擾,影響其準(zhǔn)確測(cè)定。由于Cl是基體成分,測(cè)定51V的干擾主要是35Cl16O+,其次還需要考慮34S16OH+。Chéry等[35]采用DRC-ICP-MS測(cè)定血液中治療水平V的形態(tài),體積排阻色譜在線分離,用生理鹽水(0.15 mol·L-1NaCl)穩(wěn)定色譜分離期間V的形態(tài)(用釩酸鹽孵育的血液樣檢測(cè)到了血液中以轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合的V和Vv)。對(duì)各種氣體(甲烷、一氧化碳、氨、氧氣、氬氣和氫氣混合氣)進(jìn)行比較,結(jié)果表明氨氣效果最好。加入氧氣可以測(cè)定51V16O+,但檢出限比在NH3反應(yīng)條件下直接測(cè)定51V+差一些。Liu等[36]在DRC中加入NH3作為反應(yīng)氣,干擾強(qiáng)度降低了大約4個(gè)數(shù)量級(jí)。51V的檢出限是0.006μg·L-1。利用反向色譜與ICP-MS聯(lián)用,成功地測(cè)定了V的形態(tài)(VIV和VV)。

Cr的形態(tài)分析中存在多原子干擾。Chang等[37]利用反向色譜與ICP-MS聯(lián)用測(cè)定Cr的形態(tài),當(dāng)使用0.65 mL·min-1NH3為反應(yīng)氣時(shí),52Cr和53Cr的干擾強(qiáng)度(40Ar12C+、35Cl16OH+、40Ar12CH+、37Cl16O+)降低了大約3個(gè)數(shù)量級(jí)。LC流出的52Cr峰面積測(cè)量重現(xiàn)性優(yōu)于2%,CrⅢ和CrⅥ基于峰高計(jì)算的檢出限分別為0.063和0.061μg·L-1。應(yīng)用于實(shí)際水樣時(shí),樣品用LC流動(dòng)相稀釋2倍后測(cè)定,水樣Cr形態(tài)加標(biāo)回收率達(dá)90%～110%。用毛細(xì)管電泳和ICP-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定V、Cr、Fe的形態(tài)時(shí),采用DRC技術(shù)消除多原子干擾,改善了元素形態(tài)分析的檢出限和可靠性[38]。

3.6 同位素比值應(yīng)用

由于多原子的干擾,有些同位素比值分析很難準(zhǔn)確測(cè)定。例如,用四極桿ICP-MS很難測(cè)定硫同位素比值,因?yàn)楦邚?qiáng)度的O2+和NO+分子離子干擾32S和34S的測(cè)定。如果使用六極桿CCT技術(shù),加入He-H2-Xe混合氣大大降低了干擾,使m/z32的背景降至約1 mg·L-1,硫的檢出限達(dá)20～50μg·L-1,硫同位素比值分析精密度和準(zhǔn)確度得到改善[39]。

Rb/Sr地質(zhì)定年中,如采用DRC化學(xué)分辨法解決質(zhì)譜干擾問題,可直接使用四極桿ICPMS進(jìn)行Rb/Sr地質(zhì)定年,與TIMS結(jié)果吻合很好[40]。以往是采用陽離子交換色譜方法分離Rb,然后用數(shù)學(xué)公式校正殘余Rb的干擾。加入CH3F為反應(yīng)氣,約80%的Sr+轉(zhuǎn)化成SrF+,是放熱反應(yīng)(ΔHr=-103.7 kJ·mol-1),反應(yīng)速度快,將Sr+轉(zhuǎn)化成SrF+測(cè)定,繞開了87Sr和87Rb的同質(zhì)異位素重疊干擾,不需要在分析前將Sr和Rb分離。將CH3F和Ne混合加入作為碰撞氣,同位素比值測(cè)定的準(zhǔn)確度和精密度也得到了改善。

Balcaen等[41]以NH3為反應(yīng)氣,提供了無干擾的54Fe/56Fe比值,可以直接測(cè)定硝酸銀溶液中的Fe(Ag以溴化物共沉淀方式除去以減少基體抑制效應(yīng)和記憶效應(yīng)),檢出限為0.01μg·g-1,與非DRC模式相比降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)。

Resano等[42]用激光剝蝕ICP-MS分析古代涂釉陶瓷中的Pb同位素比值,為獲得所要求的精密度,加入了Ne的DRC,結(jié)果表明,Pb同位素比值測(cè)定精密度比標(biāo)準(zhǔn)模式提高了2～3倍。RSD為0.15%～0.25%,能達(dá)到鑒別不同樣品的目的。Mouerau等[43]采用N2O碰撞/反應(yīng)池技術(shù)分離Mo/Zr,MC-ICP-MS高準(zhǔn)確度測(cè)量Mo同位素。

4 小 結(jié)

碰撞/反應(yīng)池是目前四極桿ICP-MS首推的,最有效消除多原子干擾的技術(shù),近年來已經(jīng)在痕量超痕量多元素分析、形態(tài)分析和同位素比值分析中得到很好的應(yīng)用。預(yù)期在今后將繼續(xù)發(fā)揮作用,并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

致謝:感謝陳登云博士對(duì)本文提出的寶貴意見。

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The Performance and Application on the Collision/Reaction Cell ICP-MS

LI Bing1,HU Jing-yu2,ZHAO Mo-tian3
(1.N ational Research Center for Geoanalysis,Beijing100037,China;2.Central Iron&Steel Research Institute,Beijing100081,China;3.N ational Institute of Metrology P.R.China,Beijing100013,China)

The performance of collision/reaction cell ICP-MS and its application progress were briefly reviewed.The collision/reaction cell technology was widely accepted as the most effective way to minimize or eliminate polyatomic interferences in ICP-MS.The technology was applied to trace and ultra-trace element analysis,speciation and isotope ratio analysis.It is expected to continue to play a role in the future,and will expand its scope of application.

collision/reaction cell(CRC);ICP-MS;performance;application

O 657.63

A

1004-2997(2010)01-0001-11

2009-11-12;

2009-12-31

國家自然科學(xué)基金(40773048),地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目(1212350816015)資助

李 冰(1953～),女,研究員,從事ICP-MS和ICP-AES應(yīng)用研究。E-mail:libing_12@sohu.com