第八期原子光谱沙龙活动报道

2014-4-01 16:51 来源: 分析测试百科
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  2014年3月21日下午,第八期原子光谱沙龙活动在2014北京质谱年会期间召开的无机质谱分会场举行。本期沙龙主要以互动交流的形式,来自清华大学邢志老师、国家地质实验测试中心李冰教授、北京市疾病预防控制中心刘丽萍老师、北京大学医药卫生分析中心的王京宇博士纷纷回答了与会者在具体分析工作中所面临的问题,包括ICP-MS技术能否实现PM2.5快速检测;ICP-MS在检测水中汞含量的相关问题;我国ICP-MS相关检测标准以及未来发展等问题展开了深入的探讨。大家相互交流学习,场面十分热烈。小编将沙龙中主要探讨的问题汇总如下:

第八期原子光谱沙龙活动现场

  “元素组学”概念能否成为系统学说

  首先来自中国计量科学研究院化学所的韦超老师问到:“上午听了王京宇老师关于生命中元素组学的报告,令我大受裨益。过去我们都是针对一种元素进行研究,比如铅中毒或者汞污染,再比如食品中的某些营养元素。那么像这样上升到多种元素,信息量则非常大。我现在的工作偏向于食品安全领域,我们也提到把尽量多的元素应用到产地鉴别、真伪鉴别等工作中,做一个详尽一点的数据库。比如说大米、或者各地的产品,公安系统还做过毒品的元素识别。我觉得王老师上午讲的主题能上升到组学的高度,在我们做无机分析,灵敏度、检出限已经不成问题的情况下,能不能把它的应用形成一个系统的学说,将技术层面的东西提高,更多的应用于生命科学或者更宏观的社会安全等。”

 

北京大学医药卫生分析中心 王京宇博士

  王京宇博士:“这是一个系统科学,要真正成为学说还需要很长一段时间。我们之前也做过铅同位素的指纹溯源研究,来找到儿童血铅的来源。长时间研究发现,目前北京市儿童的血铅更多的来源于食品而非大气污染,大气污染贡献力已经降得很低了。这大概与我们无铅汽油的使用有关系。我们也发现铅指纹有很强的地域性,换句话说我们测一下在座各位的血铅就能知道你不是来自于北京。铅指纹在人体各个脏器中有差异,我们刚刚也完成了一个与此先关的国家自然科学基金的项目。我们也帮公安机关也做过毒品产地鉴别的项目,就是利用无机指纹方式做的,准确率能达到87.5%,75%以上就能够对破案有的很大帮助。那么你提到大米的产地鉴别或信息的追踪,我们也想过与同仁堂合作,进行中药的产地追踪,我们用有机质谱做当时产生了很多障碍。无机质谱在这一方面不能代替有机质谱,但可以作为很好的补充,特别是作为组合判据,准确率会大大提高。实践证明,我们上午提到的假设在很多领域都是适用的。有些老师告诉我,你的这个假设在我们石油勘探领域也是可以适用的。”

  ICP-MS技术能否实现PM2.5快速检测

  问:ICP-MS技术能否实现PM2.5快速检测,以及如何快速鉴别来源?

  王京宇博士:“关于PM2.5我们以前做过,是关于铅的溯源研究,主要是关于铅的同位素的分析。我们先把水溶性、不溶性和脂溶性的铅分别萃取出来,发现儿童血铅里的指纹和水溶性铅指纹很接近,不溶性铅则相差较大,显然不溶性铅属于移过性铅,即便呼吸进去对人体影响也较小,脂溶性铅存在但是含量极低。”

清华大学 邢志老师

  邢志老师:“没有快速鉴别雾霾来源的手段。将近十年的时间,我们一直在配合环境部门做PM10、PM2.5的来源,我们做了许多元素的同位素、元素的相关比,还是能够得到一些比较好的结果的。但是快速检测则很难实现。分析手段不是大问题,关键瓶颈是前期采样和前处理较慢。要做快速检测,用现有的元素分析手段是不易实现的。”

国家地质实验测试中心 李冰教授

  李冰教授:“无机质谱可以通过同位素比值上进行测定。选出有代表性的元素,通过采集当地雾霾和疑似地雾霾,测定代表性元素同位素比值是否一样,这种方法有可能为溯源提供数据。”

  ICP-MS检测水样中汞含量 细节问题需注意

  问:ICP-MS在检测水样中汞含量应注意的细节问题?

 

北京市疾病预防控制中心 刘丽萍老师

  刘丽萍老师:“水中测汞我原来用原子荧光,后来我也用ICP-MS,因为在饮用水中,汞的卫生指标是一个ppb,而化妆品中汞的卫生指标是一个ppm,所以做化妆品和水差异很大。汞的标准溶液现用现配,不能放置。用ICP-MS做水的话,标准曲线要达到灵敏度,最低点要配到卫生指标的十分之一,对于汞来说,最低点就要配到0.1个ppb,最高点不能超过五个ppb。另外,买标准物质时,高浓度的汞标准溶液会被玻璃器皿上吸附,需要加重铬酸钾进行保护,稀释时要逐级稀释,最好是十倍稀释,最多不能超过百倍。要减少稀释误差,最好不要买太高浓度的标准溶液,可以选择100ppb的。对于原子荧光,个人认为做汞用原子荧光灵敏度更高。想要做准确,一定要带基体的标准参考物质。”

  测汞:原子荧光效果相对优于ICP-MS

  问:ICP-MS和原子荧光测汞效果分别如何?有无可比性?

  邢志老师:“汞这种元素,原子荧光比较特殊,四个小时,得到的相对标准偏差甚至可能达到100%。原子荧光的优点是用高能量的灯去辐射,发射几个特征波长,所以其强度值相对比较高。汞是挥发性的,原子态就可以做。对于ICP质谱来说,因为检测的是(汞)202,所以相对来说比较稳定,但是汞最大的问题就是它的残留,直接做水样还好一点,如果处理的是其它样品,那么处理时就会有很多问题,像它的挥发性还有交叉污染。我认为没有什么可比性。”

  王京宇博士:“汞的测定不管用原子荧光还是ICP质谱都有各自的问题。最近我周围有人用测汞仪在做,发现我们用标准物质去做,基本能够落在标准物质定值的区间里面,但是换了ICP-MS或者原子荧光都会存在偏差。用标准物质能够判断出哪种仪器更好。”

中国计量科学研究院化学所 韦超老师

  韦超老师:“ICP质谱测汞有它的劣势。因为汞的电离能很高,所以每次的电离百分数也就是3%以内,测汞也容易受到基体的影响,灵敏度也比不上AFS,但是如果用同位素稀释质谱法应该还会比较好,而且复原性也可以得到保证。原子荧光,如果现在被做成测汞仪的形式,有一些还可以直接进样,这个就是AFS一个独有的优势它的抗干扰性和灵敏度都能上一个层次。所以对于测汞,AFS还是具有很大优势的。”

  李冰教授:“做汞普遍认为原子荧光方法要好一些,ICP要想做好汞(测定)一个是同位素稀释法,另一个是加一定的清除记忆的物质,例如半胱氨酸等。”

  国内质谱领域标准物质缘何供不应求

  问:无论是无机质谱还是有机质谱,国内的标准物质都很欠缺,目前大量同位素、多元素等标准物质都是从国外进口的,成本比较高,希望国内尽快能够有相关产品。

  韦超老师:“以我们单位来说,为何我们做的多元素混合溶液标准物质比较少呢?有两个原因,第一个原因,最初担心自己生产的多元素混合溶液标准物质冲击了我们的单元素溶液标准物质。第二个原因,就是多元素溶液标准物质不确定水平,一定比单元素溶液标准物质不确定水平大。单元素溶液标准物质我们可以给到千分之一,而且有二至五年的有效期。多元素溶液标准物质(不确定水平)我们准备给到3%,有效期也只给到一年。这也是一个技术方面的原因。我们在12年底,做了一个69种元素的混合溶液标准物质,我们今年三月会再次申报国家二级标准物质。将来还会针对不同市场领域,包括食品检测等,再配置相关产品。我们可能走得确实相对慢一点。”

  “立项权少”、“兼顾适用面”使ICP-MS标准出台难

  问:关于国内标准中有关ICP质谱的标准比较少。

  韦超老师:“关于国家标准有关ICP-MS比较少的问题,我认为有两个原因。第一个原因是,曾有短时间,国家标准委限制出台500个国家标准,国家的标准技术委员会就超过500个,涉及到检测的不超过50个,所以检测方面不会有超过50个标准立项权,所以标准出台较为慎重。2013年好一点也只有1300多个,那么与咱们仪器检测方法相关的不会超过20个,所以新的标准推出不会很多。另外,国家标准的出台,也要兼顾适用面,ICP质谱对于全国基层实验室,特别是像县级的、地市级的实验室,还是相当昂贵的仪器设备,所以相关国标制定的位序上也较靠后。”

  可水溶性生物样品进样前有无必要消解需具体分析

  问:对于一些可水溶性的生物样品,例如蛋白质或一些大的分子,还有无必要进行消解后进样?纳米级颗粒样品是不是可以直接进样?当样品量非常小的时候,比如低于10微升以下,稀释之后很可能低于检测限了,这种问题如何解决?

  邢志老师:对于10个微升的样品,其实我们有很多方法比如我们可以使用的微流量雾化器。对于一些可水溶性的生物样品,是需要通过消化后进样的,因为等离子是靠温度来进行电离的,有大量的有机分子,做标准时是一个单元素的标准,水溶性大分子在电离过程中会有影响。

  来自北医公共卫生学院的吴晶老师:这个需要具体的元素具体分析,最近我一直在做血清和血浆,它们里边也是含有蛋白,具体的样品需要实验比对一下,买的血清标准物质进样和人群采集过来的直接进样是没有问题的,标准物质给出了24个元素,只有3个元素的含量会上下浮动一些,用20倍的稀释进样是可以的,用不超过2%的硝酸稀释,如果酸太浓了,蛋白就被析出来了。

  李冰教授:假如有基质高的话,最好还是消解,因为如果是测砷、锡、汞和碘这几种元素时,有基质的时候,信号会得到增强,标准是水溶液的,样品里边有有机基质,这就是为什么要基体匹配,否则它的响应是不一样的,会影响结果的准确性。”

  韦超老师:“还有有的时候,如果这个元素本身是汞、砷和锡,也是建议消解,这样可以和标准溶液中的一些离子更加匹配,比如三价砷和五价砷可能会存在15%以内的差异,有机砷和无机砷之间可能会差到20%,中间的原因也有很多,比如在雾化环节的、在电离环节或电离进到采样锥之后的反应,但是可以确定的是不同的价态和形态,和ICP-MS的检测灵敏度还是有差别的。

  国内ICP-MS应向专用化、创新化发展

  问:现在在国内做ICP-MS的厂家有钢研纳克、天瑞和聚光等,我想国内做ICP-MS的厂家就研发而言,是否也能够做一些有特色的、小型化的或专业化的ICP-MS?

  李冰教授:咱们国家的ICP-MS国产化的脚步已经晚了很多,国外已经十几、二十几年了,咱们现在刚起步,咱们国产的仪器只要基本的性能能够满足用户的需求就已经不错了,如果能在某些方面有一些创新就很好了。咱们应该大力支持国产化!

  王京宇博士:在ICP-MS市场,国产仪器的竞争会面临很多问题,包括专利等,如果做国产的ICP-MS,可以做一些专用的、在某一个地方有突破的ICP-MS。比如前几年,做铅指纹的溯源研究,如果这个仪器能够只是把铅的分辨率大大提高,就是非常好的一个突破,没必要做全谱的质量数。如果能够做到这一点,以后做中草药的产地鉴别,和其他很多的元素都可以用到这个技术。