測定水中16種元素（ICP-MS法）
測定水中16種元素（ICP-MS法）
引言建立電感耦合等離子體質譜法測定生活飲用水中16 種元素的方法。以Sc、Ge、 In、Bi做內(nèi)標， 采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定水中16元素，即鉀、鈉、 鈣、 鎂、 鐵、錳、銅、鋅、鉻、鉛、鎘、鋇、鉬、鎳、鋁、砷。 對檢出限、 線性范圍、精密度、加標回收率有關的方法學進行了研究。 測定結果表明，該方法的線性范圍寬， 線性相關系數(shù)均大于0.999。測定16種元素的相對標準偏差均低于5.0%。各元素的加標回收率均在87.6%~119.0%。
關鍵詞： ICP-MS 飲用水 元素
與傳統(tǒng)無機分析技術相比,電感耦合等離子體質譜(ICP-MS) 技術因其具有最低的檢出限,最寬的動態(tài)線性范圍,干擾少,分析精密度高,分析速度快以及檢測模式靈活多樣等特點， 廣泛應用于環(huán)境、 醫(yī)學、 生物、 半導體、 冶金、 石油、 核材料分析等領域 。 本方案采用電、感耦合等離子體質譜法(ICP-MS) 測定生活水、 井水中的16 種元素,采用標準工作曲線,在線內(nèi)標校正和干擾方程校正,無需稀釋,一次進樣,可同時快速準確靈敏地測定水中的多種元素。方法的線性范圍、 檢出限、 精密度、 加標回收率以及標準參考物測定均取得良好的結果。
儀器與試劑
超純水：電阻率18.2MΩ/cm；
硝酸（C20 =1.42g/mL） ；
混合標準儲備液：鉀、鈉、鈣、鎂、鐵（C=1.0g/L），錳、銅、鋅、鉻、 鉛、鎘、鋇、鉬、鎳、鋁、砷（C=0.01g/L） ；
混合標準使用液：鉀、鈉、鈣、鎂、鐵（C=0.1g/L），錳、 銅、 鋅、 鉻、 鉛、 鎘、 鋇、鉬、鎳、鋁、（C=1.0mg/L）；
質譜調諧液：Li、Y、Ce、Tl、Co（C=10μg/L），內(nèi)標溶液：Sc、Ge、Y、In、Tb、 Bi（C=0.01g/L） ， 使用前用1%的HNO 3 稀釋為C=1μg/L。
儀器條件
使用1μg/L的調諧液對儀器條件進行最優(yōu)化,最優(yōu)化參數(shù)為： 射頻功率:1320W； 載氣流速:
1.15L/min； 采樣深度: 7mm； S/C 溫度:2 ℃； 蠕動泵轉速： 0.1r/min；采樣錐與截取錐類型:鎳錐； 樣品提升速度： 0.50r/min； 重復取樣次數(shù)：3次。
實驗方法
標準溶液的配制
吸取混合標準使用液，用1%HNO 3 配制成鉀、 鈉、 鈣、 鎂、 鐵濃度分別為 0.0， 0.5，1.0， 5.0， 10.0， 50.0mg/L； 錳、 銅、 鋅、 鉻、 鉛、 鎘、 鋇、 鉬、 鎳、 鋁、 砷濃度分別為 0.0，5.0， 10.0， 50.0， 100.0， 500.0ug/L 的標準系列。水樣采集水樣， 配制成含1%HNO3 的溶液。
測定
開機，當儀器真空度達到要求時，用調諧液調整儀器各項指標，使儀器靈敏度、氧化物、 雙電荷、分辨率等各項指標達到測定要求后，編輯測定方法、干擾方程及選擇各測定元素， 引入在線內(nèi)標，觀測內(nèi)標靈敏度、調P/A指標，符合要求后，將試劑空白、標準系列、樣品溶液分別引入儀器。 選擇各元素內(nèi)標， 選擇各標準， 輸入各參數(shù)， 由計算機繪制標準曲線、計算回歸方程。
計算
根據(jù)標準曲線所得的線性回歸方程y=aX+b、所測樣品的記數(shù)率，儀器自動計算出樣品中16種元素濃度。檢出限的計算方法為，取11次平行測定試劑空白溶液的結果及3次平行測定一定濃度各元素的結果， 按下式計算。
檢出限（n/L）= [3σ/(S?B)]× C
式中，σ為試劑空白的標準偏差（SD） ；
S為一定標準各元素標準溶液的信號強度（CPS） ；
C 為各元素標準溶液的濃度；
B 為試劑空白的信號強度（CPS） 。
結果分析與討論
干擾及消除方法的選擇
對于ICP-MS而言，干擾分為質譜干擾和非質譜干擾。
質譜干擾即不能分辨的相同質量的干擾， 主要有同量異位素、 多原子、 雙電荷離子等。
質譜干擾的解決辦法主要有： 選擇無干擾同位素（如137Ba 代替138Ba） ， 最佳化儀器， 消除基體，干擾方程。 本實驗采用的是最佳化儀器條件、干擾校正方程等方法消除， 如砷的干擾方程是75 AS = 75 AS?77 M(3.127) + 82 M(2.733)?83M(2.75) 。
非質譜干擾主要源于樣品基體，如溶解性固體，高質量元素和易電離元素?？朔w效應的最有效的方法是稀釋樣品、內(nèi)標校正、標準加入、基體消除等。對本實驗水樣采取內(nèi)標校正法，通過加入內(nèi)標溶液來監(jiān)測校正相應信號的變動情況，用內(nèi)標法定量，可有效地去除基體效應、克服儀器的漂移，保證測量的準確性。內(nèi)標的工作原理是以假定分析元素與內(nèi)標元素在等離子體中的行為相似為前提的，因此選擇合適的內(nèi)標非常重要。 內(nèi)標選擇的原則是：樣品溶液中不含有的元素，與分析元素質量相近，電離電位與分析元素相近，沸點相近。內(nèi)標元素可以通過兩種方式加入到樣品中， 即用蠕動泵在線加入和在每個樣品和標準溶液中加入。 本實驗采用在線加入的方式。
線性范圍及方法檢出限的確定
考慮所測水樣中各元素的含量情況，選用適量的線性范圍為標準曲線范圍， 其線性相關系數(shù)均大于0.999。線性范圍和檢出限的測定結果見表。
精密度用相對標準偏差（RSD%）表示。 測定含16種金屬元素的3 種不同濃度的模擬精密度的測定
水樣7次，相對標準偏差（RSD%）均小于5%。
加標回收率的確定
在水樣中加入低、中、高3個濃度的金屬元素標準溶液，測定樣品的加標回收率,回收率均在 87.6%~119.0%
本實驗采用干擾方程和內(nèi)標方法校正干擾， 通過線性范圍、 檢出限、 精密度、 加標回收
率、標準參考物測定等實驗證明了ICP-MS 具有線性范圍寬、 檢出限低、 精密度高、 快速、簡便、靈敏等優(yōu)點，并適合于多種元素的同時測定。
儀器參數(shù)
美析ICP-MS6880電感耦合等離子體質譜儀的儀器參數(shù)
產(chǎn)品介紹
電感耦合等離子體質譜儀 (簡稱ICP-MS），是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新的微量、痕量和超痕量元素分析技術。ICP-MS可測定元素周期表中大部分元素，且具有極低的檢出限、極寬的動態(tài)線性范圍、譜線簡單、干擾少、精密度高、分析速度快等性能優(yōu)勢，上海美析儀器是國內(nèi)較早開發(fā)ICP-MS的廠家，擁有國內(nèi)最資深的ICP-MS研發(fā)團隊，努力打造國內(nèi)優(yōu)質的ICP-MS產(chǎn)品。
應用領域
高校、質檢中心、環(huán)境監(jiān)測站、企業(yè)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、地質地礦、 環(huán)境保護、地質冶金、電子電器、食品安全、化工制藥等。
性能特點
◇集成氣路模塊，減少氣路接頭，輕量化、模塊化，保障儀器便于移動工作
◇自主研發(fā)的固態(tài)電源可以保證儀器在多種模式（如常規(guī)模式、冷等離子體模式）下運行，并且在同一方法中允許運行多種模式，節(jié)約大量分析時間及方便研究。
◇采用主流化市場設計，為用戶特別是第三方檢測用戶大大節(jié)省了儀器占用空間，也為未來實現(xiàn)車載應用，增加了可能性。
◇自動匹配功能卓越的固態(tài)光源，有效的限制了離子化過程中離子的擴散，保證了離子的聚焦性和極高的通過率。帶偏轉的離子光學系統(tǒng)保證了最佳的離子聚焦效果，有效的降低了背景噪聲，提高了信噪比。
◇采用熱電原裝的一體式石英同心炬管，避免拆卸式矩管的繁瑣操作以及可能由此導致的損壞；
◇儀器配置了靈敏度極高的光纖傳感器，可在儀器工作狀態(tài)下，實時監(jiān)測火焰的工作情況，如遇異常熄火情況，可自動關閉儀器。
◇霧室與旋流霧室的分體式設計，較少了燃燒室內(nèi)溫度變化帶來的霧化效率的影響，更加直觀的觀測實時的進樣狀態(tài)。配合專利技術的加長型霧室，有效進行氣液分離，較少水蒸氣的干擾。
◇儀器工作中的等離子氣、輔助氣、載氣全部采用高精度的進口質量流量控制器（MFC）來控制，具有流量連續(xù)可調、輸出氣流的精度高，保證了測試數(shù)據(jù)的準確性。
◇蠕動泵為十二轉子四通道全自動設計，蠕動泵轉速可根據(jù)需求流量設置調節(jié)；可滿足客戶在線樣品稀釋和在線添加內(nèi)標的特殊使用要求。
◇接口室由采樣錐、截取錐兩部分組成。標準配置包含采樣錐（錐孔1.1mm），和具有優(yōu)秀耐鹽性能的截取錐（錐孔0.75mm）；另可根據(jù)用戶實際需求選配高靈敏度截取錐；
◇中英文快速切換軟件界面，“一鍵式”參數(shù)設置直觀快捷，提高了用戶的工作效率，也提供自動控制儀器及其附件的能力，完美適應Windows 專業(yè)操作系統(tǒng)
◇美析儀器遍布全國的服務網(wǎng)絡，我們10分鐘響應、48小時內(nèi)上門服務、客服中心隨時跟蹤服務、保證服務質量
技術指標
質量數(shù)量范圍：2~260 amu
測量范圍：≥109
靈敏度：Li≥50； In≥180； U≥200（Mcps/ppm）
檢出限：Li≤2；In ≤0.1；U≤0.1（ppt）
分辨率：0.2~2.0amu
信噪比：≥50×106
背景噪音：≤2 cps（全質量范圍）
質量軸穩(wěn)定性：≤0.05 amu/24 h
穩(wěn)定性RSD：短期≤2%；長期≤3%
氧化物離子：CeO+/Ce+≤2.5%
雙價離子：69Ba2+/138Ba+ ≤3%
同位素比：（107Ag/109Ag）≤0.2%
豐度靈敏度：≤1×10-6低質量端；≤5×10-7高質量端
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上海美析儀器公司簡介
上海美析儀器有限公司(以下簡稱美析)，是一家具有自主知識產(chǎn)權的高新技術企業(yè)，美析的創(chuàng)業(yè)理念“科技——因你改變”，并以此為企業(yè)宗旨，不斷探究、果敢創(chuàng)新。特別是在分析測試儀器領域，不斷開發(fā)出先進的產(chǎn)品，使美析成為優(yōu)質儀器資源的供應者。
美析主營光譜類儀器可見分光光度計、紫外可見分光光度計、原子吸收光譜儀、超微量分光光度計、原子熒光光度計、ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、ICP電感耦合等離子體質譜儀，目前，我們的產(chǎn)品已廣泛應用于有機化學、無機化學、生物化學、醫(yī)藥、環(huán)保、冶金、石油、農(nóng)業(yè)等領域。同時美析利用在產(chǎn)品機械結構、光學設計、電氣應用和軟件開發(fā)方面積累的豐富經(jīng)驗，結合市場的最新實際需求，近期將陸續(xù)推出一批全新的分析類儀器。
美析的總部及生產(chǎn)基地設在上海，營銷中心設在北京，并在江蘇、上海、山東三地建有研發(fā)基地。為充分利用各地的智力資源，美析與國內(nèi)外的部分科研單位也進行了深層次的科研合作，不斷將科研成果轉化為生產(chǎn)力。為更好的服務于廣大客戶，美析儀器國內(nèi)設有12家辦事機構，度身定制符合您需求的應用解決方案，提高產(chǎn)品的附加值。在不斷服務國內(nèi)用戶的同時，美析也與20多個國家的分銷機構建立了深度的戰(zhàn)略合作關系。
（美析儀器不僅僅只是一家高新技術認證企業(yè)，更通過了CE認證、FCC認證、RoHS認證以及國內(nèi)多項資質審查認證，并有著多項自行研發(fā)的光譜類專利版權等等）
