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硬核科普 | 秒懂ICP-MS的前世今生

英盛生物

2022.4.22

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不管是刚接触ICP-MS的初学者还是实验室老司机，一提到ICP-MS，心里是不是总是萦绕着一些疑问？

看完本文，你也能对ICP-MS如数家珍啦~

ICP-MS基本知识和原理

电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry，ICP-MS) 是20世纪80年代发展起来的无机元素分析技术。它以独特的接口技术将ICP的高温等离子体电离特性与质谱仪的灵敏、快速扫描的优点相结合，形成一种新型的元素分析技术。

ICP-MS基本原理：

ICP-MS优点：

与电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)、原子吸收(AAS)和原子荧光(AFS) 等无机元素分析技术相比，ICP-MS技术具有最低的检出限、最宽的动态线性范围、干扰最少、分析精密度高、分析速度快、可进行多元素同时测定等优势。

ICP-MS基本构造：

■ ①ICP（样品引入系统，离子源）

■ ②接口（采样锥，截取锥）

■ ③质谱仪（离子透镜系统，四极杆质量选择器，离子检测器）

ICP-MS技术的发展史

1897，汤姆孙发现电子，获诺贝尔奖，开创质谱时代

1906，汤姆孙发现离子在电磁场中的运动轨迹与其质荷比有关

1912，世界第一台质谱仪

1942，第一台商品质谱仪诞生

1978，Houk搭建了全球第一台可以从ICP中提取离子的ICP-MS，弥补了光谱干扰严重，检出限高等缺点

1980，Houk & Fassel首次分别报道ICP做离子源的质谱分析法

1983-1987，SCIEX和VG推出了商品化ICP-MS仪器，第一台计算机控制ICP-MS

1989，高分辨率磁质谱ICP-MS

1990-1992，第一个使用离轴透镜，研制出了屏蔽炬技术

1994，推出第一台台式ICP-MS，首次采用屏蔽炬技术与帕尔帖控温雾室

1997-1998，商品化碰撞池ICP-MS

2000-至今，引入全新接口技术，串接技术等

ICP-MS联用技术的发展

除了电感耦合等离子体质谱仪自身构造的发展, 其联用技术在元素形态、微区分析、工业、生物、环境、临床、药品等多领域也取得了飞速发展。

ICP-MS应用

ICP-MS技术被称为“用于超痕量、多元素分析的最佳技术”，可同时分析几乎地球上的所有元素的技术，目前ICP-MS已被广泛地应用于地球科学、环境科学、生命科学、材料科学、半导体工业以及公安侦探等领域。

临床分析

ICP-MS目前在临床分析领域应用广泛，由于微量元素广泛分布在人体的各个器官组织和体液中，并在许多生理生化过程中发挥着重要作用，其在体内的含量过高或过低都会引起不同器官系统的疾病，且病情严重程度直接与元素过量或缺乏的程度相关。此外，铅、砷、镉、汞等常见的有毒元素在公共卫生事件及职业暴露检测中也常常涉及，因此基于ICP-MS技术实现体液、细胞等样本中元素的准确定量具有重要的临床意义。

地质样品

ICP-MS在地质样品分析中应用的最早也最为广泛，并始终是ICP-MS应用的一个重要领域。对地质学来说，精密而准确地测定地质物质中的痕量和超痕量元素是至关重要的。火成体系中的晶态—液态分馏过程的地球化学模型是现代岩石生成学研究的一个关键方面。痕量元素的分布模型,通常标准化为原始地球成分，能够帮助我们区分出资源产地，确定岩石的类型。

环境领域

ICP-MS在环境领域的化学分析也十分重要，世界各国的环境标准对环境样品中的一些有毒有害元素种类和限量做出明确规定，因而环境监测是环境管理的基础。我国在大气、水、土壤、污泥、各种固体废弃物等领域制定了系列的环境标准。很多元素的浓度范围大到数十甚至数百mg/L，小到μg/L。传统的元素分析方法如原子吸收法(火焰及石墨炉)、原子荧光光谱法、分光光度法不能同时测定多元素且耗时、费力。而ICP-MS以其独特的技术几乎克服了所有的传统元素分析的缺点。

食品科学

ICP-MS在食品科学领域有着广泛的应用，因为ICP-MS不仅可以测定几乎全部元素的浓度，还可以给出同位素的信息，这种同位素测量能力使同位素稀释分析技术得到了广泛的应用，并可采用稳定的非放射性同位素进行示踪研究。而重金属元素的测定在食品污染检测中也是非常重要的一项。

英盛生物ICP-MS检测平台

YS EXT 8600MD电感耦合等离子体质谱仪是英盛生物和赛默飞全面和深度战略合作的系列产品之一，是双方为中国临床检验用户开发优化的本土化质谱仪器。ICP-MS技术特有生物易用性，高效的分析效率和定量数据的准确性是测定痕量和微量元素公认的行业金标准，特别适合复杂机制的临床生物样本的分析，比如全血，血清，尿液，组织液等的精准检测。平面四极杆碰撞反应池（Qcell Flatapole）设计技术，可实现对干扰物的质量筛选功能，凭借具有动能歧视功能的氦气碰撞模式（KED Mode），能够在短时间（1min20s）实现样品中全元素分析，在临床微量元素检测上，ICP-MS技术具有传统方法(原子吸收法）无可比拟的优势，ICP-MS技术将成为未来微量元素检测的主流技术。

英盛生物电感耦合等离子体质谱仪YS EXT 8600MD已于2020年获得二类医疗器械注册证（鲁械注准 20202220321），同时基于此平台研发的多种元素试剂盒涵盖了基本元素、营养元素、重金属元素等方向，可以满足了微量元素临床检测和科研项目需求。

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供稿：英盛生物研发中心

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