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电感耦合等离子体质谱(icp-ms)电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）简介电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）是一种分析化学技术，采用高温等离子体将样品离解，从而分析样品中的元素。
采用ICP-MS技术可以在单个分析中检测多种元素、低浓度下的元素、分子异构体等。
ICP-MS常被用于研究化学以及生物医学领域的元素分析。
ICP-MS步骤ICP-MS主要包括四个步骤：样品制备、样品进样、等离子体产生和测量。
样品制备：样品制备步骤通常需要根据不同实验目的采取不同的方法。
例如，对于土壤或岩石样品，需要先进行湿燥并研磨成粉末；对于生物样品，需要使用有机溶剂提取目标元素。
因此，样品制备是ICP-MS分析的关键步骤之一。
样品进样：样品进样有两种方式：液体进样和固体进样。
液体进样主要是通过取样器将待测液体进入ICP。
固体进样需要将样品先通过转化成气态或液态的方式，并通过雾化器达到液体态，进入高温等离子体中。
等离子体产生：产生等离子体可采用两种方式：射频感应和直流放电。
射频感应通过在射频电场中通过高频驱动电势，生成高温等离子体。
而直流放电则是通过加热、高电压电弧作用、激光加热等方式，将样品蒸发、溅射成气态，并与气态惰性气体混合后，通过喷雾头进入高温等离子体中。
测量：测量步骤通常与其他仪器相结合，例如，ICP-MS可以与气质谱计（GC-ICP-MS）或液相色谱计（LC-ICP-MS）结合进行气/液样品的分析。
ICP-MS的测量步骤产生的是离子信号，通过质谱扫描方式进行质谱谱图测量。
在测量信号强度与目标元素数量之间会有一定的关联性，因此需要通过标准样本的建立，建立信号强度与元素数量之间的关联性。
1. 应用于环境科学领域：ICP-MS可以用于水、土壤和空气等环境样品中的痕量元素测定，且可以同时测定多种元素。
2. 应用于材料科学领域：ICP-MS技术可以分析材料中的有毒元素、金属元素及其化合物含量，以及其他重要元素和分子的含量。
usepa 6020b-2014电感耦合等离子体质谱法
USEPA 6020B-2014电感耦合等离子体质谱法是一种检测方
法，主要由三部分组成：作为离子源的ICP 焰炬、接口装置和作为检测器的质谱仪。
该方法通过高频装置使氩气电离，形成温度可达10000K的等
离子焰炬，被分析样品以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中，然后
进入等离子体中心区，在高温下样品去溶剂化、汽化解离和电离。
部分等离子体进入真空系统，正离子被拉出并按照其质荷比分离，由于大部分重要的元素电离能都低于10.5eV，因此都有很高的灵敏度，少数电离能较高的元素，如C、O、Cl、Br 等也能检测，只是灵敏度较低。
USEPA 6020B-2014电感耦合等离子体质谱法具有极低的检出限和高灵敏度，但在固体中检测时，其检出限会因耐盐性较差而变差。
土壤和沉积物金属元素总量的测定电感耦合等离子体质谱法土壤和沉积物中的金属元素是一种重要的环境污染物。
随着工业化和城市化的发展，金属元素的污染日益严重，严重影响着人类和自然环境的健康。
如何精准、快速地测定土壤和沉积物中金属元素的总量，成为了环境监测和保护的研究热点之一。
电感耦合等离子体质谱法是目前应用最广泛的测定土壤和沉积物中金属元素总量的技术之一，本文将对其进行详细的介绍。
一、电感耦合等离子体质谱法简介电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）是一种利用高频电磁场感应产生的等离子体，将样品原子或分子离子化并加速到高能状态，进而进行质谱分析的方法。
简单地说，ICP-MS将样品中的金属元素离子化，然后通过质谱分析进行元素测定。
ICP-MS的优点在于其对样品中主、微量元素的同时测定和快速测量，同时具备极高的检测灵敏度和准确度，并且能够进行高通量分析。
ICP-MS的应用领域非常广泛，特别是在环境监测、食品安全、医学研究等方面得到了广泛应用。
二、ICP-MS在土壤和沉积物金属元素总量测定中的应用土壤和沉积物中的金属元素总量的测定一直是环境的重要指标之一。
ICP-MS在土壤和沉积物中金属元素总量的测定中，具有灵敏度高、准确、快速的优势。
1.样品制备样品制备是ICP-MS测量土壤和沉积物金属元素总量的一个重要环节。
在样品制备中，首先需要对样品进行粉碎，并通过筛孔处理。
然后使用酸溶解技术将样品中的金属元素溶解出来。
通常使用的酸溶解剂为HNO3、HF、HCl 等。
在酸溶解过程中，还需要加入还原剂，如H2O2等，在加速酸溶解的同时还可以避免样品中的离子被氧化。
2.测量步骤样品溶液通过功率较高的微波消解、超声波消解或加热酸溶解等方法处理后，加入载体气体（一般为氩气或氮气），通过电容耦合等离子体进行离子化。
然后，离子在中性气体中被加速，并进入四级杆质谱仪。
![电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)在重金属检测中的应用[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/aba66a37b90d6c85ec3ac6b8.png)
实验指导书电感耦合等离子体发射光谱仪测定废水中多种重金属元素一、实验目的进一步巩固电感耦合等离子体发射光谱仪的基本原理及定量分析过程；了解电感耦合等离子体发射光谱仪对样品的要求；掌握水样预处理的常用方法；综合环境监测、分析化学、仪器分析、光谱分析等知识学习从样品制备、仪器使用、方法建立、样品多元素分析及数据处理、误差分析的样品分析全过程。
二、仪器结构与实验原理光学传递等离子炬光谱仪系统检测器高频发生器等离子炬管雾化器样品喷射管雾化室微处理器和电子控制系统氩气废液口数据系统样品蠕动泵样品预处理电感耦合等离子体发射光谱仪结构示意图电感耦合等离子发射光谱仪大多采用蠕动泵进样方式，样品须为液态，且是均匀的不含颗粒物和有机物的样品，以避免管路堵塞、等离子体火焰失稳，同时尽可能地实现和标样的基体匹配。
因此，绝大部分水样在上机分析前要进行预处理。
水样预处理目的主要是使待测组分达到测定方法和仪器要求的形态、浓度，消除共存组分的干扰。
消解是最常用的预处理方法。
消解处理的目的是破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的待测元素氧化成单一高价态。
水样预处理通常采用湿式消解法，湿式消解法则是依靠氧化剂的强酸性和强氧化能力及辅助加热等条件来分解样品中的杂质。
常用的消解方法有湿式消解法和干灰化法。
湿式消解法常用的氧化剂有HNO3、H2O2、H2SO4、HF等。
消解后的水样应均匀、清澈、透明、无沉淀。
消解过程使用试剂给样品结果带来的正误差可以采用扣除试剂空白的方法消除，可采用加标回收及平行分析的方法确定分析结果的准确度和精密度。
电感耦合等离子体发射光谱的原理及仪器结构参考实验“电感耦合等离子体发射光谱仪分析饮用水中常量金属元素的含量”。
三、实验条件1．仪器设备电感耦合等离子发射光谱仪（美国Agilent ，720ES）、循环冷却水仪、氩气钢瓶（氩气纯度>99.995%）、抽湿设备（森永）、通风设备、电热板（labtech ）、10mL瓶口分液器、消解罐若干、消解液定容用25mL容量瓶、上机用15mL聚丙烯塑料离心管等。
土壤和沉积物电感耦合等离子体质谱测定重金属
电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，简称ICP-MS）是一种高灵敏度、高准确度的仪器分析方法，广泛应用于土壤和沉积物中重金属元素的测定。
土壤和沉积物是地球表层重金属元素的重要载体，但由于其复杂的组成和矩阵效应，常规的分析方法往往面临较大的困难。
ICP-MS能够克服这些困难，具有以下几个优点：
1. 高灵敏度：ICP-MS能够同时测定多种重金属元素，且灵敏度非常高，能够在低水平下进行准确测定。
2. 高准确度：ICP-MS利用高功率的等离子体源和质谱仪的精确测量，能够提供准确的测定结果，保证测定的可靠性。
3. 宽线性范围：ICP-MS具有宽线性范围，能够满足不同浓度范围内的测定需求。
4. 多元素分析：ICP-MS能够同时测定多种重金属元素，节省分析时间，提高工作效率。
在土壤和沉积物的测定中，ICP-MS通常需要将样品经过预处理，如样品的消解和稀释。
消解方法可以根据样品的性质选择适当的方法，常用的消解方法有酸消解和微波消解等。
消解后的样品溶液经过稀释后，可以直接进入ICP-MS进行测定。
总之，ICP-MS是一种非常适合土壤和沉积物中重金属元素测
定的方法，具有高灵敏度、高准确度和宽线性范围等优点，能够为环境科学研究和土壤污染监测等领域提供有力的支持。
电感耦合等离子体质谱仪技术要求及参数1、主机检测性能及要求用于钢铁、铁合金、耐火材料、黏土质材料、矿石等样品的金属、非金属、氧化物的元素检测，也可以进行各种元素形态及价态的分析，分析速度快，分析元素多，线性范围宽，检出限低和稳定性高的特点，可对待测样品进行主量、微量及痕量元素的定性、半定量和定量分析。
2、仪器参数要求2.1蠕动泵：≥3通道，泵速可调2.2雾化器：同心圆雾化器，提供最佳的雾化效率2.3雾化室：带半导体制冷装置，降低记忆效应2.4矩管：可拆卸式石英炬管或一体式炬管，预准直的炬管座内置式自动气路连接2.5接口：采用两锥设计或三锥设计，采样锥口径≥0.9mm，截取锥口径≥0.4mm，2.6 ICP气体控制：包括等离子体气，辅助气，雾化气和碰撞反应气2.7离子传输系统：将待分析离子90°方向偏转，彻底与光子以及未电离的中性粒子分离，保证主四极杆质量分析器最佳的分析信噪比2.8碰撞反应池：要求配置有多极杆设计，可选择性地去除干扰离子，比如Ar、O、N等低质量元素，确保在足够高的灵敏度下获得最佳的干扰去除效果。
碰撞池条件和标准条件的切换为全自动化，用单一氦气碰撞气体可适用于绝大多数应用。
2.9四极杆材料：性能稳定的四极杆，保证最佳的质量轴稳定性，不接受镀层四级杆设计。
2.10灵敏度：低质量数Li(7):50Mcps/ppm；中质量数Y(89):240 Mcps/ppm；高质量数Tl(205):200 Mcps/ppm；检出限：低质量数Be（9）:1ppt；中质量数In（115）: 0.5 ppt高质量数Bi（205）: 0.5ppt氧化物干扰：CeO+/Ce+ ≦ 1.5%双电荷产率(Ce2+/Ce+)：≤3.0 %质量范围：5-260amu2.11高盐分析性能指标：高盐分析性能指标NaCl的溶液中10ppb Pb，Cd，Hg，As，Cu，Zn等目标元素，连续进样大于1小时，分析测定次数大于10次(每次3个重复测定)，最终各目标元素结果RSD≦5%3、辅助配置设备及配件3.1 仪器必备的其他辅助设备3.2 UPS电源：国产纯在线式UPS电源一台，功率电压电流等与设备匹配。
第32卷第10期Vol．32No．10化工时刊ChemicalIndustryTimes2018年10月Oct.2018■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
工艺试验《Technology&Experiment》
收稿日期:2018-05-09作者简介:徐慧(1977—),女,硕士,高工,从事生物医药、食品安全、环境保护等领域的检测及方法研究工作。邮箱:190919402@qq.com。
doi:10．16597/j．cnki．issn．1002154x．2018．10．006电感耦合等离子体质谱仪测定他喷他多中钯的含量徐 慧 朱鸭梅 董 耀 高 宏江苏省理化测试中心,江苏南京210042
摘 要 建立了一种快速、准确、灵敏的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定他喷他多中痕量重金属残留钯(Pd)含量的方法。样品通过微波消解消化完全后,于150℃条件下赶酸并定容,以元素铟(In)为内标,采用在线加入
内标的方法,测定试液中Pd的浓度,外标法定量。结果表明,在浓度为1~20μg/L的范围内,Pd的标准曲线具有良好的线性关系,相关系数r=0.9998,方法检出限为2.5μg/kg,加标回收率介于90%~110%之间,重复实验的相对标准偏差低于5%。该方法简便易行,灵敏度高,准确性好,已成功应用于他喷他多中Pd含量的测定。关键词 电感耦合等离子体质谱仪 盐酸他喷他多 钯 铟
DeterminationofPalladiuminTapentadolbyInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry
XuHui ZhuYamei DongYao GaoHongPhysics&ChemistryTestCenterofJiangsuProvince,JiangsuNanjing210042
Abstract Palladiumdeterminedwasbasedoninductivelycoupledplasmamassspectrometry(ICP-MS).Thesamplewaspreparedviamicrowavedigestion,thenevaporatingacidanddilutingconstantvolume.ThesamplewasdeterminedbyICP-MSwithindiumasinternalstandardandquantifiedbyexternalstandardmethod.Themethodshowedgoodlinearityinarangeof1to20μg/L(r=0.9998).Thedetectionlimitwas2.5μg/kgandtherelativestandarddeviationwasbelow5%.Therecoveryofstandardadditionvariedfromaround90%~110%.Theproposedmethodissimple,accurateandefficientandhasbeenappliedsuccessfullyinthedeterminationofpalladiumintapentadol.Keywords inductivelycoupledplasmamassspectrometry tapentadol palladium indium
他喷他多是一种新型双重作用方式的中枢性镇痛药,化学名称为3-((1R,2R)-3-(二甲基氨基)-1-乙基-2-甲基丙基)苯酚盐酸盐,又名盐酸他喷他多,可用于缓解中度及重度急性疼痛,尤其可用于缓解手术中的重度疼痛[1]。他喷他多通过互补的作用机制实现更加强效的镇痛效用,它既是μ阿片受体激动药,又是去甲肾上腺素重吸收抑制药,对急性、炎性和慢性神经病理性疼痛的多种动物模型有镇痛作用,其效能介于吗啡和曲马多,但他喷他多比其他阿片类镇痛药如吗啡、曲马多等,更不易产生镇痛耐受性和依赖性,不良反应较轻,副作用小[2],因此
他喷他多在医疗领域更易被患者广泛接受和使用。他喷他多原料药的合成过程中常采用钯作为催化剂,如残留在药品中的重金属钯含量过高,会对心
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徐慧等.电感耦合等离子体质谱仪测定他喷他多中钯的含量
2018.Vol.32,No.10
脏、肝肾等造成损害,并产生溶血反应[3]。《EMEA关于金属催化剂或金属试剂残留量限度规定的指导原则》上规定口服药物中重金属钯的残留需控制在10ppm以下,因此准确有效地检测出他喷他多中残留钯的含量显得尤为重要。目前药物中钯的检测主要有石墨炉原子吸收光谱法[4-6]和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)[7-9]。王超[4]等建立了一种石墨炉原子吸收光谱法测定阿伐斯汀中残留钯含量的方法,检出限为12.5μg/L,方法精密度和准确度较高,林琳[5]等采用涂钼热解石墨管,EDTA为基体改进剂,通过石墨炉原子吸收法准确测定了药品盐酸多西环素中残留催化剂钯的含量。由于钯是一种很好的石墨炉基改剂,因此石墨炉原子吸收法测定钯含量易受基体干扰。陈阳[7]等采用ICP-AES法测定了盐酸奈必洛尔原料药中催化剂钯的残留量,弥补了石墨炉原子吸收法的不足,但是ICP-AES灵敏度较低,难以测定药品中痕量钯的含量。随着大型仪器设备的普及,电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)在日常检测分析中发挥着越来越大的作用,ICP-MS灵敏度高,稳定性好,操作方便,具有石墨炉原子吸收光谱和电感耦合等离子体发射光谱的优点,同时又能弥补它们的不足,但目前为止很少有ICP-MS测定药物中钯的相关标准和方法。本文建立了ICP-MS法测定他喷他多原料药中重金属钯残留的方法,考察了方法的精密度、准确性和检出限,取得了良好的效果。1 试验部分1.1 仪器与试剂布鲁克M90电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS);CEM公司MAR6微波消解仪和微波消解罐;硝酸(69.0~70.0%):优级纯,J.T.Baker化学试剂公司;Thermo超纯水机,分析用水均为超纯水;液氩:纯度≥99.999%。钯标准溶液(GBWG62038-90),1000μg/mL,介质10%HCl,购于国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院,从中取0.05mL于50mL容量瓶中,用2%硝酸溶液稀释并定容至刻度,得1μg/mL的钯标准储备液,分别移取25、50、125、250、500μL的钯标准储备液于25mL塑料容量瓶中,用2%硝酸溶液稀释至刻度,摇匀,得1、2、5、10、20μg/L的钯标准曲线系列。铟标准溶液,100μg/mL,布鲁克仪器公司提供,介质为2%硝酸,用作内标溶液,从中取50μL于500mL塑料容量瓶中,用纯水稀释并定容,摇匀,得
10μg/L的铟内标使用液。1.2 仪器条件调谐仪器参数,内标采用在线加入,待测元素钯(Pd)的质量数为105,内标铟(In)的质量数为115,
仪器工作参数见表1。表1 仪器工作参数Table1 Workingparametersoftheinstrument
参数数值参数数值等离子体气流量18.0L/min蠕动泵转速4rpm载气流速1.80L/min采样深度6.5mm辅助气流量1.0L/min稳定延时35s混合气流量0.16L/min测点数3射频功率1.4kW样品时间60s雾化室温度3℃重复次数51.3 试验方法
称取0.2g试样(精确至0.0001g)于微波罐中,加入9mL硝酸,浸泡30min以上或150℃预消解5min,再用微波消解仪快速消解(消解程序见表2),消
解结束后将消解液至于150℃赶酸仪上赶酸至1mL以下,取下冷却,将消解液转移至10mL塑料容量瓶中,用纯水定容至刻度,摇匀,待上机测定。可根据样品中Pd的实际含量适当稀释样液,确定稀释因子。
表2 CEMMAR6微波消解条件Table2 ConditionsforMicrowavedissolver
条件设定数值爬升时间15min控制温度190℃保持时间20min 在最佳仪器工作条件下依次测定标准曲线和试样
溶液,以In为内标,在Pd的标准曲线范围(1~20μg/L)内,其离子强度与元素含量成正比,从而定量。2 结果与讨论
2.1 内标元素的选择由于仪器漂移及基体效应的影响,对Pd的测定必须选择一个内标元素来加以校正。测定铂族金属常用的内标元素有In,Rh,Re,Lu等,考虑到In与Pd的质量数最为接近,且较易获得,因此本文选择In作为内标,通过在线引入法加入10μg/L的In溶液进行校正。2.2 前处理方法优化
本方法研究了湿法消解、干法灰化和微波消解等—12— 2018.Vol.32,No.10 工艺试验《Technology&Experiment》
前处理方法在对他喷他多进行前处理时的区别,经过比对发现,干法灰化钯容易损失,回收率较差,湿法消解过程较长,不易操作,且容易受污染,微波消解不仅消解速度快,而且消解最完全,因此本研究采用微波消解对他喷他多进行前处理。此外,我们对微波消解温度和时间进行了优化,研究发现,当消解温度较低,消解时间较短时,会导致样品消解不完全,定容后会有晶体析出,因此经过反复多次实验对比我们将最终消解温度定为190℃,爬升时间定为15min,保持20min。2.3 标准曲线线性和检出限按本法确定的最佳仪器条件对各个浓度的Pd标准溶液系列进行测定,绘制Pd的标准曲线,得到离子强度随浓度变化的关系图。在Pd的质量浓度为1~20μg/L的范围内线性关系良好,线性方程为y=4544.0+30220∗x,线性回归系数r=0.9998。在本试验条件下对纯水测定20次,计算得标准偏差SD=0.025,Pd的仪器检出限=3∗SD=0.025∗3=0.075μg/L,当取样量为0.2g,定容10mL时,本方法
检出限为2.5μg/kg。2.4 方法的精密度及试样测定结果
称取试样0.2g(精确至0.0001g)于微波消解罐中,共称7份,按照试验方法进行分析测定Pd含量,结果如表3所示。计算得Pd的平均含量为0．109mg/kg,相对标准偏差为2.3%,说明该法精密
度较高,重复性可以满足分析要求。
表3 样品测定结果Table3 Sampledeterminationresults
序号1234567平均值/mg/kgRSD/(%)Pd含量/mg/kg0.1110.1080.1070.1050.1110.1120.1090.1092.3
2.5 方法的加标回收率称取试样0.2g(精确至0.0001g)于微波消解罐中,共称6份,每2份中分别加入1μg/mL的Pd标准储备溶液22μL、30μL、45μL,按照试验
