ICP-MS/MS使用MS/MS功能，消除痕量元素分析中的质谱干扰...
作者：
Ed McCurdy，安捷伦 ICP-MS 市场专家
Glenn Woods，安捷伦 ICP-MS 应用专家
Noriyuki Yamada，安捷伦 ICP-MS 研发专家
安捷伦科技在 2012 年 1 月隆重推出世界上首款电感耦合等离子体串联质谱仪 8800 ICP-MS/MS。本文作为后续跟踪报道，将 8800 ICP-MS/MS 的性能与现有四极杆 ICP-MS进行了对比，还将详述该串联质谱仪 (MS) 的硬件及其 MS/MS 模式独有的分析优势。
图 1. 安捷伦 8800 ICP-MS/MS 示意图。（放大图片）
ICP 三重串联四极杆实现 MS/MS 分析
8800 串联质谱仪配置两个四极杆：第一个四极杆 (Q1) 位于碰撞/反应池之前， Q1 作为第一级质量过滤器（MS/MS 模式），将剔除目标分析离子以外的所有离子。因此，MS/MS 模式能够确保进入碰撞/反应池 (CRC) 的离子均在控制之中并且不因样品基体的变化而受影响。MS/MS 提供了全新的途径，能够通过化学反应消除 ICP-MS 中的质谱干扰，并确保基质的变化或其他分析元素均不会影响目标分析物的测定。
对于配备 CRC 的传统四极杆 ICP-MS (ICP-QMS)，样品在进入反应池之前无法进行质量过滤，因此样品中的所有离子都会进入反应池。在测定不同基体的样品时，由于基质引起的多原子离子会对待测离子产生新的干扰。即使样品基质经过良好的处理且能够保持一致（如采用高纯半导体级试剂），共存分析物的含量也可能会发生变化，这将会影响传统 ICP-QMS 反应池中形成的多原子离子。ICP-MS/MS 将通过 MS/MS 模式消除因共存分析物含量变化和可变基质造成的结果差异。
图 2. 传统的 ICP-QMS 根据测定反应池中形成的多原子离子 TiO+ 来计算 Ti的含量，结果与理论同位素丰度完全一致。（放大图片）
图 3. 10 ppb 的 Ni（蓝色）、Cu（绿色）和 Zn（粉色）条件下，Ti (1 ppb) 的 ICP-QMS 谱图。其中所有的 TiO+ 多原子离子都与 Ni+、Cu+ 或 Zn+ 发生重叠。（放大图片）
图 4. 10 ppb 的 Ni（蓝色）、Cu（绿色）和 Zn（粉色）条件下，使用安捷伦 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式所得 Ti (1 ppb) 的谱图。（放大图片）
使用 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式下可靠地测定反应池中形成的子离子
在 8800 ICP-MS/MS 的反应池中，可采用两种不同的反应模式分离分析物与干扰离子：
如果目标分析物与选定的反应池气体不发生反应而干扰离子可与反应池气体反应，则可以通过反应中和干扰离子或使之形成新的质量数离子，使待测分析物保持其初始质量数，从而实现干扰的排除。
如果目标分析物可与选定的反应池气体发生反应而干扰离子不与反应池气体反应，则可通过形成新的分析物多原子离子，使其质量数能够避开干扰物的初始质量数，从而使分析物免受干扰。
这些反应模式方法也可用于传统的四极杆 ICP-QMS，图 2 所示为使用氧气作为反应池气体测定 1 ppb 单元素钛标准品的结果。在反应池中，Ti 将与 O2 反应生成 TiO+，可以通过测定多原子离子 TiO+ 的含量来定量 Ti。对于普通 TiO+，在质量数 62、63、64、65 和 66 处进行测量；对于由 Ti 同位素生成的 TiO+，则在质量数 46、47、48、49 和 50 处进行测量。TiO+ 的峰型分布与 Ti同位素的理论丰度一致。
但是，图 3 中的重叠谱图说明了使用传统 ICP-QMS 进行该分析时面临的问题：多原子离子 TiO+ 受到共存分析物 Ni、Cu 和 Zn（浓度均为 10 ppb）同位素的干扰。Ni、Cu 和 Zn存在的天然质量数分别为 62 和 64 (Ni)、63 和 65 (Cu) 以及 64 和 66 (Zn) 的同位素，使用带反应池的 ICP-QMS 进行测量时，它们会共同叠加到所有的多原子离子Ti16O+ 上。
相比之下，使用安捷伦 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式下进行测量时，Q1 将剔除目标 Ti+ 离子以外的所有质量数的离子，确保测量多原子离子 TiO+ 时不会与其他基质或分析物元素发生叠加。图 4 所示叠加谱图的样品基质与 图 3 相同，但图 4 采用的是 8800 的 MS/MS 测量模式。所有样品都获得了一致的 TiO+ 峰型分布（符合 Ti 同位素的理论丰度），此结果证实使用 8800 在 MS/MS 模式下测量 Ti 时，即使有共存分析物 Ni、Cu 和 Zn，也可获得准确的结果。
