第二十六期质谱沙龙活动报道

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第二十六期质谱沙龙活动报道

2010.3.30

　　【导语】用什么样的前处理方法可以得到有效地满足超痕量分析的要求?在无机分析中怎样直接分析固体样品?生活饮用水卫生标准中，是不是还有我们目前没有监测的物质?液质联用是否可以解决这些问题?离子色谱-质谱的联用可以帮我们解决什么问题?在本期质谱沙龙中，将着重讨论以上问题……

　　2010年3月23日下午，第二十六期质谱沙龙活动在解放军第二炮兵总医院药剂科举行。参加本次活动的除了有来自解放军第二炮兵总医院、AB公司、北京市药监局、北京师范大学环境学院、戴安公司的老朋友外，还有来自中国石油大学、万全药业、人民医院的新朋友。本期沙龙活动的主题是质谱在环境分析中的应用。

　　第二十六期质谱沙龙活动现场

　　几种样品前处理法&Laser ablation-ICP-MS

　　中国石油大学(北京)资源与信息学院张强斌教授

　　中国石油大学(北京)资源与信息学院的张强斌教授在报告“几种样品前处理法&Laser ablation-ICP-MS”中与大家分享了科研工作中的开发的以及正在研究的样品前处理方法并介绍了一种新技术——Laser ablation(激光剥蚀)技术。张教授2004年调入中国石油大学，从事无机分析的相关研究。

　　几种无机样品的前处理方法

　　张教授介绍，常用的分离富集方法有沉淀法、挥发和蒸馏法、液-液萃取法、离子交换法等。当基体组成非常复杂且干扰相对较大需要分离，当试样中待测组分的含量较低，而现有方法的灵敏度不够高时需要富集。在富集的过程中可能伴随分离的过程。通常要求分离富集的方法回收率比较高，且比较简便。在样品前处理方面，张教授在其编著的“Preconcentration Techniques for Trace Elements”中详细介绍了微量元素的富集技术，包括微量元素的共沉淀、溶剂萃取、离子交换等方法。

　　1)沉淀法

　　张教授介绍，沉淀法有上百年的历史，是非常经典的方法，适用于常量组分(mg以上)的分离，是微量元素前处理用的最多的方法。共沉淀就是在富集痕量组分的同时进行分离。无机沉淀剂比如氢氧化物、硫化物等;有机沉淀剂有草酸、铜试剂、铜铁试剂等。

　　张教授以他在日本期间做的部分工作为例，介绍了使用共沉淀法测量水中含量比较低的物质。在分析湖水、海水等天然水中所关注的微量元素时，加入8-羟基喹啉，如果水中含镁少可适当加入镁，由于微量元素是不直接沉淀的，镁加进去后与8-羟基喹啉沉淀，其它元素(如铅、镉等)就可以共沉淀。对于200ml的水，共沉淀后经过过滤得可到20mg 的共沉淀物，经计算，富集的效果是浓缩了10,000倍。而通常的加酸加热富集方法只能浓缩10倍20倍。得到的共沉淀物可以用原子吸收直接分析。张教授强调，共沉淀镉等回收率比较低的元素时，还要加入一些单宁酸等来加强共沉淀的效果。

　　共沉淀富集前处理方法实例

　　此外，体系中的pH条件不同，可以沉淀不同价态的金属离子，因此通过控制体系中的pH条件，共沉淀还可以用于元素的价态分析。在这方面，张教授做过分析海水中钴元素价态的研究。.

　　2)挥发蒸馏

　　张教授讲到，挥发蒸馏也是一个非常经典的方法，适用于常量和微量组分的分离分析，该方法选择性高，分离富集可同时进行。溶液样品的浓缩有很多方法，但在分析固体时，经常遇到的情况是固体样品中待分析物质含量低于检测限，而固体样品可用的富集方法很少。为此，张教授开发了一种方法，即将生物样品等样本直接放在马弗炉中，生物样品、食品、动植物等均为有机质，通过一定温度下一定时间的加热后就会变成二氧化碳和水等逸出，剩下残渣，通过温度控制待测物质不挥发掉，这就是一个浓缩过程。残渣量一定少于原来的样本量，通过计算，该方法可浓缩5~60倍。生物样品的浓缩温度以及能浓缩多少倍与样本中的主要元素(如钾、钠、钙、镁)呈对数关系，张教授通过研究建立了一个经验公式，并给出了一些经验参数，通过公式和参数，只要知道生物样品中的主要元素就可以估算预计浓缩倍数需要的温度。

　　此外，在这部分中，张教授还介绍了他在日本做过的联合国社会组织的项目，分析火山湖(没有人类污染)中的BHC (六六六，Bezene Hexachloride) 含量，分析结果为，可检测到含量低至pg级的BHC。张教授还展开来介绍了蒸馏在纯化方面的应用，比如一些可以有效纯化酸的蒸馏装置。

　　激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)

　　LA-ICP-MS系统是张教授实验室新购置的仪器，去年底安装，今年年初安装完毕。众所周知，ICP-MS广泛应用于无机分析。但ICP-MS只能测定溶液样品，分析固体样品时消解时间长，存在元素的挥发、污染环境、消解不完全的可能，且所有固体样品必须破坏，无法实现微区分析和深度分析。

　　张教授介绍，激光剥蚀法(Laser ablation)是固体进样方法中研究最活跃的方法之一，是富有分析潜力的固体微区分析新技术。该方法具有较好的分辨率(5-10μm)、高灵敏度和低检出限(亚ppm级)且氧化物及多原子离子干扰少，并有效避免了繁琐、耗时的湿法化学消解过程，可对均匀固体样品直接进行分析，是一种相对无损的分析方法。

　　LA方法的原理是利用高能量激光把固体样品中的各种元素直接蒸发出来，载入ICP-MS中进行分析。该方法的优点是可对固体样品直接进样分析、分析速度快、应用范围广(地质、冶金、考古、刑侦等)、可实现微区非破坏分析、获得不同层的深度剖面分析。

　　LA产品主要有固态激光和气体激光。气体激光的能量较大，激光束均匀性好，对同位素也可获得好的结果。