挑战极限:安捷伦推出8800 ICP-MS/MS

2012年3月18日 11:50:04 来源: 分析测试百科
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    ——记安捷伦电感耦合等离子体串联质谱仪新技术与应用VIP研讨会

  2012年3月16日,安捷伦科技在盘古七星酒店隆重举办“安捷伦电感耦合等离子体串联质谱仪新技术与应用VIP研讨会”, 与到会各界专家分享安捷伦ICP-MS研发新成果、全球首款电感耦合等离子体串联质谱仪(8800 ICP-MS/MS),8800 ICP -MS/MS满足高端应用需求,具有可控且持续的干扰消除能力,分析灵活性大大优于单四极杆ICP-MS。

  本次研讨会邀请到钢铁研究总院王海舟院士,国家食品安全风险评估中心首席专家吴永宁教授,国家环境分析测试中心黄业茹教授,北京光谱协会理事长郑国经教授,厦门大学弓振斌教授,武汉大学胡斌教授,西北大学袁洪林教授等多位国内ICP-MS领域的知名资深专家。安捷伦科技生命科学与化学分析事业部大中华区市场经理张伟基先生、化学分析市场经理何峻先生、材料测试与光谱市场经理陈玉红博士、安捷伦科技的ICP-MS全球产品经理Naoki Sugiyama先生、安捷伦科技中国原子光谱产品经理陈登云博士等出席了该会议。研讨会由陈玉红博士主持。

研讨会现场

  首先,来自安捷伦科技公司大中华区化学分析市场经理何峻先生向大家介绍了安捷伦科技最新的进展情况。 

安捷伦科技公司大中华区化学分析市场经理 何峻先生

  安捷伦一览

  应对未来测量的挑战是安捷伦科技秉承的发展理念,业务主要包括电子测量、化学分析、生命科学这三大领域。安捷伦科技在2011年成功完成对瓦里安的收购,全年财年收入达66亿美金,全球拥有超过18,700名员工,拥护遍布全球100多个国家,在美国、欧洲、澳大利亚、中国和日本都设有安捷伦生产基地。何经理强调到,经过对瓦里安的并购,2011年安捷伦科技化学分析部门(15亿美金)和生命科学部门(18亿美金)的全年收入已和电子测量部门(33亿美金)持平,这也意味着安捷伦将在未来加大对化学分析和生命科学的领域的投资,这两大部门也将逐渐成为安捷伦的主体业务。

  安捷伦化学分析集团的产品主要应用于食品安全、环境、能源和化工、司法和药物鉴定以及材料测试这5大领域,核心产品包括气相色谱、质谱、光谱、样品前处理和消耗品。生命科学集团的主要技术平台包括液相色谱、液质联用、NMR、基因组学和自动化产品,主要服务于学术研究和药物研发、生产和质控领域。

  安捷伦领先科技的承诺

  亚洲的快速发展、安全食品和饮用水的需求、全球人口的老龄化以及日趋增加的精致电子产品都将推动未来创新检测技术的发展。安捷伦一直秉承着领先科技的承诺,2011财年投入7亿美金用于产品研发,全球拥有2700名研发人员保证技术的领先地位。安捷伦实验室从事基础领域的开创性研究,为安捷伦用户带来了丰厚的回报。

  安捷伦产品平台包括色谱和质谱、原子光谱和分子光谱,真空产品,NMR、X-Ray和自动化产品。目前,安捷伦科技已经成为一家行业领先的光谱公司,拥有原子吸收、微波等离子体、ICP-OES和ICP-MS这样一条完整的原子光谱产品线,以及从远紫外到远红外的完整分子光谱解决方案。

  安捷伦科技在2011年共推出12款新品,包括Cary 60紫外可见分光光度计、4100微波等离子体发射光谱仪、业界最小的Cary 630傅立叶红外光谱仪、7200 Q-TOF GC/MS、6550 iFunnel Q-TOF LC/MS等。

  安捷伦科技对中国用户服务的承诺

  安捷伦科技服务中国超过30年,全年18%的收入来自中国市场。目前在国内拥有超过500名销售和售后服务工程师;在北京、上海和成都设有三家卓越客户实验室,针对中国用户开发特定的解决方案;此外在北京、上海、成都和广州还设有4个客户培训中心和2个电话服务中心。 同时位于上海基地成为全球化的研发和制造中心。安捷伦多年的努力使其一直在业界保持着客户满意度第一的荣誉。

  

安捷伦大中华区材料测试与光谱市场经理 陈玉红博士

  接下来,来自安捷伦大中华区材料测试与光谱市场经理陈玉红博士为大家详细介绍了安捷伦科技ICP-MS产品的发展历程。自1984年业界推出了第一台商品化的ICP-MS质谱仪以来,早期的ICP-MS技术一直面临着三大难题:(1)质谱干扰;(2)耐盐性差(仅有0.1~0.2%);(3)动态线性范围窄。随着技术的发展,目前ICP-MS耐盐性已提高至1~2%,甚至可以直接进样分析含盐量高达3% 以上的样品(如:未经稀释的海水等);动态线性范围亦拓宽至9个数量级以上;冷等离子体与碰撞/反应池技术则可以有效解决很多日常分析应用中的质谱干扰。但是,目前ICP-MS质谱在应用中的难点仍然存在,主要集中在进行复杂基质中的超痕量分析时所面临的质谱干扰问题。

  安捷伦ICP-MS发展历程

  1987年,安捷伦(以前的HP)与日本Yokogawa电气的合资公司推出全球第一台计算机控制的PMS 100 ICP-MS;

  1994年,安捷伦推出业界第一台台式HP 4500 ICP-MS,第一个采用屏蔽炬技术、、第一个(也是唯一的)使用双曲面四极杆的仪器;

  2000年,推出安捷伦7500系列ICP-MS质谱,第一个具有9个数量级检测范围的同时型检测器,第一个数字驱动的固态发生器,第一个使用局域网通讯进行仪器控制,并首先提出碰撞/反应池在单一氦模式下消除质谱固有干扰;业内首先推出了耐高盐进样系统(HMI),使得ICP-MS的耐盐能力由传统的0.1~0.2%提高至2-3%。

  2009年,推出安捷伦7700系列-提供了卓越的数据完整性,易于使用,是迄今所有ICP-MS仪器中占用空间最小的台式仪器;该仪器标配安捷伦专利的耐高盐进样系统(HMI);此外,在碰撞/反应池池消干扰能力、灵敏度以及软硬件的操作与数据处理等各方面性能都比较早型号更为优异;

  2012年,推出世界首款电感耦合等离子串联质谱系统8800 ICP-MS/MS,能够始终有效地消除复杂基质中未知元素带来的干扰,为应对高端研究和解决复杂的分析难题提供了前所未有的灵活性。

  冷等离子体技术

  1994年安捷伦推出业界第一台台式HP 4500 ICP-MS,该系统被广泛应用于半导体行业。因为半导体行业对检出限要求非常高,通常要求ppt级的检出限,这也就需要仪器具备非常高的灵敏度,同时ICP-MS质谱仪的同时多元素分析能力也大大满足了半导体行业的需求。

  在半导体行业中,最大的分析难点即为痕量K、Ca、Na、Mg、Fe的分析,由于ICP-MS固有的质谱干扰很难获得上述痕量元素的准确分析结果。HP 4500首次引入了冷等离子体的感念,由于有效的冷等离子需要等离子体电势显著降低,以防止接口区域的二次放电导致的多原子电离干扰,安捷伦科技创新的屏蔽炬技术能够有效解决上述难题,实现了半导体行业ppt量级的K、Ca、Na、Mg、Fe元素的准确分析,该技术也成为半导体行业痕量分析上述元素的标准技术。

  碰撞/反应池技术

  由于冷等离子体技术耐基质能力相对热等离子体要差很多,所以不太适于环境、食品、矿样这样的复杂基质样品分析。安捷伦在2000年推出了7500系列ICP-MS,并随后推出带碰撞/反应池的7500c/ce/cx/cs等仪器,以进一步消除质谱干扰。陈博士在这里特地为大家介绍了ICP-MS中碰撞/反应池工作的三种主要模式:

  (1)碰撞解离(CID)模式:此方式要求碰撞能量必需大于分子离子键的键能,而多数干扰离子并未能满足此要求,因此该工作方式在ICP-MS中很少能实现;

  (2)碰撞动能歧视(KED)模式:该技术由于采用惰性气体(如氦气),所以无论样品基质如何复杂,都不会有副反应发生,可以有效去除复杂基质内的各种分子离子干扰,充分满足多数应用需求。该模式目前已被成功地广泛应用于大量日常分析中。

  (3)反应模式:在碰撞反应池中通入反应性气体,使得干扰物被电中和或者使待测离子或干扰离子与池内气体反应形成其它质量数的离子,以有效地避免质谱干扰。该工作方式适用于基质简单的样品如超纯试剂与材料,而当样品基质较为复杂时,便会面临样品基质中的任何共存元素都可能与反应气体反应生成新的副产物、从而形成新的干扰离子与目标离子质量数重合, 或待测元素反应后形成的目标离子与基体中的共存元素离子因质量数重合而不能避开其干扰的问题。

  安捷伦7500和7700系列ICP-MS质谱仪均标配碰撞动能歧视(KED)模式,可在简单的单一条件下,即可满足实验人员的日常分析要求。屏蔽炬技术与KED技术的结合,可以有效消除干扰物。如下图所示,待测离子和分子离子干扰以相同的能量进入碰撞反应池,通入氦气,分子离子由于体积较大,受到的碰撞几率大,所以动能损耗大;反之单原子离子体积小、受到的碰撞几率小,动能损耗小,所以两者出离碰撞池口时就会存在动能差,利用该动能差在四极杆前设置截断电压,便可有效地分离干扰物和单原子离子,此方式即为碰撞动能歧视。而屏蔽炬技术在其中的主要作用是使得离子能量集中,因为若离子能量不够集中,干扰物和待测物的离子能量易出现重叠现象,导致不能有效地消除干扰离子。

碰撞动能歧视(KED)模式

本文中提到的仪器产品

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