电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)的应用

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是20世纪80年代发展起来的新的分析测试技术。它以独特的接口技术 将ICP-MS的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的 元素和同位素分析技术。

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)用来测定超痕量元素和同位素比值，具有很低的检出限，基体效应小，谱线简单等特点，广泛应用于环境保护、食品安全、医药生物等很多领域。由等离子体发生器，雾化室，炬管，四极质谱仪和一个快速通道电子倍增管(称为离子探测器或收集器)组成。

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)工作原理：

雾化器将溶液样品送入等离子体光源，在高温下汽化,解离出离子化气体,通过铜或镍取样锥收集的离子,在低真空约133.322帕压力下形成分子束,再通过1～2毫米直径的截取板进入四极质谱分析器，经滤质器质量分离后，到达离子探测器，根据探测器的计数与浓度的比例关系,可测出元素的含量或同位素比值。

电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS优点：

(1) 通过谱线的质荷之比进行定性分析;

(2) 通过谱线全扫描测定所有元素的大致浓度范围，即半定量分析，不需要标准溶液，多数元素测定误差 小于20%;

(3) 用标准溶液校正而进行定量分析，这是在日常分析 工作中应用Z为广泛的功能;

(4) 同位素比测定是ICP-MS的一个重要功能，可用于地 质学、生物学及中医药学研究上的追踪来源的研究 及同位素示踪。

电感耦合等离子体质谱仪分类

电感耦合等离子体质谱仪分类有多种。

1、按分析目的可分：电感耦合等离子体实验室质谱仪和电感耦合等离子体工业质谱仪。

2、按结构可分：台式电感耦合等离子体质谱仪和落地式电感耦合等离子体质谱仪。

3、按分析规模可分：小型电感耦合等离子体质谱仪和大型电感耦合等离子体质谱仪。

4、按分辨率可分：低分辨电感耦合等离子体质谱仪、中分辨电感耦合等离子体质谱仪和高分辨电感耦合等离子体质谱仪。

5、按用途可分：电感耦合等离子体矿石质谱仪、电感耦合等离子体钢铁质谱仪、电感耦合等离子体合金质谱仪、电感耦合等离子体重金属质谱仪和电感耦合等离子体稀土质谱仪等。

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)应用领域

环境分析测试领域

针对地表水、废水、土壤、沉积物、大气(废气)中颗粒物、固体废弃物等环境样品中重金属元素分析测试及检测的需求，建立了整体应用方案与分析方法。

地矿样品测试

灵敏度高、精度好、抗干扰能力强，是地质样品多元素分析Z强有力的技术。满足了矿物三稀元素的多元素快速、准确分析的需求，为“三稀”矿物资源调查和有效利用提供技术支撑。

食品安全问题

不仅能够有效的检测食品和接触性包装材料中多种金属元素的含量，与LC联用，还可以有效的分离某些特定元素存在的不同价态和形态，完全可以满足食品质量安全领域中的重金属残留分析，重金属形态分析，以及营养元素分析。

金属材料研究

与自主研制的激光烧蚀进样系统(LA 300)联用，能够实现小规格异形非平面材料中痕量元素的成分分布和复杂材料体系的痕量元素原位统计分布分析表征。

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)在分析领域中的应用

ICP-MS 是研究元素分布、迁移、转化和富集等规律以及元素化学状态的有效方法，在地质、环境、卫生、食品、医药、考古等方面的痕量和超痕量元素测试中被广泛引用。人们用这些技术对岩石、水体、人体组织、药物等样品开展了大量研究，对地质科学、环境科学和生命科学等领域做出了巨大贡献。

1、ICP-MS 在地质样品中的应用

ICP-MS 在地质领域中的应用开展较早，近年来也有较多的应用报道。Masuda采用ICP-MS同时测定了地质样品中超痕量的钌、钯、铱和铂，Fu极mori也使用该仪器成功地进行了地质标准岩石样品中多元素同时分析。国内也有很对学者使用此法对矿泉水、土壤、矿石等多种地质样品中的微量、痕量元素进行了测定。ICP-MS 特别适用于基体复杂、要求测定元素多、检测限较低、数量大的地球化学勘探样品，这使它在资源调查中起着十分重要的作用。

2、ICP-MS 在食品、生物样品中的应用

ICP-MS 在食品、生物领域的应用也逐步开展，聂西度建立了ICP-MS法测定坚果中Li、Al、V、Cr等24种微量元素的分析方法，所有待测元素检出限在0.002 ～0.290 μg/L之间。Fu极mori研究了使用ICP-MS测定食品中 16 种有毒元素的简单方法。李百灵采用微波消解法处理大米样品，用ICP-MS测定大米中痕量As、Bi、Cd、Co 等12种元素。梁之卿ICP-MS法测定三种(杉木、竹、茶树)中微量稀土元素，相对标准偏差小于5%，分析结果令人满意。

3、ICP-MS 在环境、卫生领域的应用

在调查山西省引水型慢性砷中毒病区环境介质水、土壤以及自产粮食、蔬菜中的砷含量，了解该病区外环境中砷暴露水平时，采用了ICP-MS等仪器，为病区地方性砷中毒的FZ提供了科学依据。王红宇对2012 年贵阳、遵义、安顺市区和背景点降尘样品进行逐月采集，并利用微波消解、ICP-MS 对降尘中 Cr、As、Cd、Hg、Pb 的含量进行测定，分析了其来源与贡献。李月芳采用ICP- MS 法对冰芯样品中超痕量镉的直接测定进行了研究，方法的检出限为 0.15 ng/L。

4、ICP-MS 在医药领域中的应用

ICP-MS 在医药领域的应用日趋成熟，汪琼以微波消解ICP-MS法测定冬虫夏草中30种无机元素含量，结果表明冬虫夏草中含有较丰富的人体必需宏量元素和微量元素，此法可为冬虫夏草的食品开发、中药研究提供参考。刘玲采用ICP-MS法测定阿坝年地区不用病情程度大骨节患者与健康对照人群血液中18种元素，结果表明多种元素水平存在一定差异。

5、ICP-MS 在考古工作中的应用

对于样品量很少、测定下限低的考古样品，ICP-MS发挥着很大的作用。李宝平利用ICP-MS技术测试了宋元时期我国磁州窑、吉州窑、龙泉窑出土的瓷片中微量元素的含量。黄曜采用ICP-MS 法对三峡地区及长江下游地区出土的古墓中人体骨骼中的微量元素 Zn、Sr、Ba、Ca 进行了分析，对上述两地区的古人类食谱进行了初步探讨。

结语

在电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术30年的研究应用中，从早期仅对简单水溶液样品的直接分析，到通过与各种技术联用，综合采用各种预富集或预分离手段，并结合更为合理适当的进样方法对复杂体系进行分析，无论从样品测量精度、元素覆盖广度、元素形态分离技术应用领域，都取得了极大的进展。

可以预见，随着我国经济和科学技术的不断发展，ICP-MS应用领域也必然越来越广泛，ICP-MS将成为各个领域元素分析的高端测试技术。相信在未来的科技发展中，基于ICP-MS将在同位素分析、形态分析、微区分析等方面取得不断创新与突破，也必将以其自身的独特优势在未来地质科学、生物和医药、食品安全、材料科学、冶金工业、农业生产、环境等诸多领域发挥更广泛、更重要的作用。