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電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-03 01:05:22 更新時(shí)間：2025-08-02 01:05:22

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

引言

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS）是當(dāng)代分析化學(xué)領(lǐng)域中一種高效、靈敏的元素檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)勘探和工業(yè)質(zhì)量控制等多元領(lǐng)域。其核心原理是利用高頻電感耦合產(chǎn)生的等離子體（溫度高達(dá)6000-10000 K）將樣品中的元素原子化并電離，形成帶正電荷的離子，再通過(guò)質(zhì)譜儀根據(jù)質(zhì)荷比（m/z）進(jìn)行分離和定量檢測(cè)。ICP-MS技術(shù)具有極高的靈敏度（可檢測(cè)至ppt級(jí)）、寬動(dòng)態(tài)范圍、多元素同時(shí)分析能力以及較低的干擾水平，使其成為痕量元素分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)代ICP-MS已整合碰撞反應(yīng)池技術(shù)，顯著降低了多原子離子干擾，提升了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。在全球范圍內(nèi)，該方法的推廣正推動(dòng)著污染物監(jiān)控、臨床診斷和材料科學(xué)的前沿研究。

檢測(cè)項(xiàng)目

ICP-MS適用于多種痕量元素的定性與定量分析，常見(jiàn)檢測(cè)項(xiàng)目包括重金屬污染物（如鉛、汞、砷、鎘、鉻）、必需微量元素（如鐵、鋅、硒、碘）、稀土元素（如鑭、鈰、釹）以及放射性同位素（如鈾、釷）。在環(huán)境領(lǐng)域中，它用于水質(zhì)（地表水、地下水）和土壤中的重金屬污染評(píng)估；在食品安全中，檢測(cè)食品和飲料（如大米、牛奶）的砷或鉛殘留；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，分析血液、尿液或組織樣本中的微量元素水平；此外，還可應(yīng)用于半導(dǎo)體材料、催化劑和礦物樣品的純度分析。這些檢測(cè)項(xiàng)目均要求高精度，以滿足環(huán)境法規(guī)和健康標(biāo)準(zhǔn)。

檢測(cè)儀器

ICP-MS系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)核心組件構(gòu)成：等離子體發(fā)生源（包括射頻發(fā)生器、炬管和冷卻氣系統(tǒng)）、樣品引入裝置（如霧化器、霧室和蠕動(dòng)泵）、接口系統(tǒng)（采樣錐和截取錐，用于離子提取）、質(zhì)譜分析器（常用四極桿質(zhì)譜儀，負(fù)責(zé)離子分離）以及檢測(cè)器（如電子倍增器，用于信號(hào)放大和記錄）?，F(xiàn)代儀器還配備碰撞/反應(yīng)池技術(shù)（以氦氣或氫氣為碰撞氣體），減少多原子干擾；自動(dòng)化軟件則用于數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)高通量分析。代表性儀器型號(hào)包括Thermo Scientific iCAP系列、Agilent 7900和PerkinElmer NexION系列，這些設(shè)備支持多元素快速掃描和高分辨率檢測(cè)，確保分析效率。

檢測(cè)方法

ICP-MS檢測(cè)方法遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程：首先進(jìn)行樣品前處理，包括消解（使用硝酸、氫氟酸等強(qiáng)酸溶解固體樣品）或稀釋（液體樣品），確保元素完全釋放；接著是儀器校準(zhǔn)，采用標(biāo)準(zhǔn)溶液（如NIST SRM）建立校準(zhǔn)曲線；然后優(yōu)化等離子體參數(shù)（如射頻功率、氣體流量），樣品通過(guò)霧化器引入等離子體源，離子化后進(jìn)入質(zhì)譜儀；在分析階段，通過(guò)選擇特定質(zhì)荷比通道進(jìn)行定量，常用內(nèi)標(biāo)法（如添加銦或鉍）校正基質(zhì)效應(yīng)；最后，數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算濃度值并生成報(bào)告。關(guān)鍵步驟包括空白測(cè)試和質(zhì)量控制樣分析，以驗(yàn)證方法準(zhǔn)確性（如回收率在90-110%之間）。該方法支持連續(xù)或離散采樣模式，適用于批量化檢測(cè)。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

ICP-MS檢測(cè)需遵循嚴(yán)格的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以確保結(jié)果可比性和可靠性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的ISO 17294-2（水質(zhì)中元素檢測(cè)方法），美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）的Method 6020B和200.8（環(huán)境樣品分析），以及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5750.6-2023（生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法中的金屬指標(biāo)）。在食品安全領(lǐng)域，參考GB 5009.268-2016（食品中多元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)）；生物樣本則依據(jù)CLSI指南（如C38-A2）。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了儀器性能驗(yàn)證要求（如檢出限、精密度）、樣品處理規(guī)程和質(zhì)量控制措施（如平行樣測(cè)試、認(rèn)證參考物質(zhì)使用）。遵守標(biāo)準(zhǔn)可保證檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和法律效力。