ICP-MS的分析能力包括:半定量分析,、定量分析、同位素稀釋法和同位素比值法等,。
1,、半定量分析在分析工作中,ICP-MS提供了一種非??焖俚陌攵糠治瞿J?。該模式用于快速了解待分析樣品的物質(zhì)組成基體情況,以便確定目標(biāo)元素的存在以及可能出現(xiàn)的干擾,。用這項(xiàng)技術(shù),,不需要標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的校準(zhǔn),可以測(cè)量一個(gè)未知樣品中大約80種元素的濃度,。對(duì)于絕大多數(shù)元素,,其測(cè)定誤差小于20%。
用不同的儀器進(jìn)行半定量分析時(shí),,方法有細(xì)微的變化,,但基本原理都是測(cè)量全部的質(zhì)譜圖而不是詳細(xì)說(shuō)明單個(gè)的元素或質(zhì)量。在ICP-MS分析中可通過(guò)一系列質(zhì)譜掃描很容易地獲得整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)的質(zhì)譜信息,,這種方法依據(jù)的原理是每一個(gè)元素的天然同位素豐度是固定的,。通過(guò)測(cè)量一個(gè)元素的所有同位素的強(qiáng)度、校正常見(jiàn)的譜線(xiàn)干擾——包括有分子離子,、多原子離子及同量異位素離子干擾,,運(yùn)用方法學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合,通過(guò)比較校正后的強(qiáng)度與存儲(chǔ)的天然同位素強(qiáng)度響應(yīng)表之間的差異,,對(duì)樣品中元素進(jìn)行半定量分析,。
半定量分析方法,正如其名,,在快速鑒定未知樣品方面是一種非常好的方法,。
2,、定量分析定量分析是應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)品和工作曲線(xiàn)等對(duì)目標(biāo)元素的含量等進(jìn)行精確的濃度測(cè)定。包括外標(biāo)法,、標(biāo)準(zhǔn)加入法,、加入校正法和內(nèi)標(biāo)法等。
①外標(biāo)法外標(biāo)法首先測(cè)量空白溶液,,然后測(cè)量一系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液以做出一條校準(zhǔn)曲線(xiàn),,這條曲線(xiàn)覆蓋了預(yù)期的濃度范圍,再進(jìn)行未知樣品的測(cè)量并在校準(zhǔn)線(xiàn)上讀取相應(yīng)的分析強(qiáng)度值,。
②標(biāo)準(zhǔn)加入法這種校準(zhǔn)模式是在樣品中加入已知濃度的被分析物來(lái)測(cè)量樣品,從而為降低特定樣品的基體效應(yīng)提供了一種有效的方法,。在標(biāo)準(zhǔn)加入法中,,首先測(cè)量的是空白溶液的強(qiáng)度;隨后,,在樣品中加入每一種已確定濃度的元素的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)加標(biāo)樣品溶液,;然后,使用儀器測(cè)量加標(biāo)后的樣品的響應(yīng),,對(duì)于每一種已加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的元素得到一條校準(zhǔn)曲線(xiàn),。用已扣除本底的每一種被加標(biāo)元素的強(qiáng)度對(duì)其濃度值作圖可得到校準(zhǔn)曲線(xiàn)。做出校準(zhǔn)曲線(xiàn)后,,對(duì)未加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品溶液進(jìn)行分析并與校準(zhǔn)曲線(xiàn)相比較,。根據(jù)校準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率及其在X軸上的截距,儀器附帶的軟件會(huì)給出未知樣品中未被加標(biāo)的被分析物的濃度,。
③加入校準(zhǔn)法對(duì)于“標(biāo)準(zhǔn)加入法”而言,,其不足之處在于:對(duì)于每一次測(cè)量中感興趣的被分析物都要被加標(biāo),當(dāng)分析物很多樣品時(shí),,工作量很大,。因此,在ICP-MS上,,一種作為“標(biāo)準(zhǔn)加入法”的替代方法——“加入校準(zhǔn)法”被廣泛應(yīng)用,。但是,這種方法只適用于分析的樣品具有相似基體的情況,。它的基本原理與“標(biāo)準(zhǔn)加入法”相似,,但是只在第一個(gè)樣品(或是有代表性的樣品)中加入已知濃度的被分析物的標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后,,在假設(shè)所有樣品與第一個(gè)樣品具有相似基體的基礎(chǔ)上,,分析測(cè)量其余的一批樣品并與校準(zhǔn)曲線(xiàn)相對(duì)照。
④內(nèi)標(biāo)法在ICP-MS上經(jīng)常使用的一種校準(zhǔn)方法是“內(nèi)標(biāo)法”,。本質(zhì)上來(lái)說(shuō),,這種方法一般被認(rèn)為不是一種技術(shù),,而是用于校正樣品基體組成類(lèi)型和濃度變化引起的分析物靈敏度的變化。內(nèi)標(biāo)法的分析過(guò)程是在樣品分析之前,,在空白溶液中加入一種非分析物的同位素,,經(jīng)典的方法是在樣品中加入3~4種內(nèi)標(biāo)元素,其質(zhì)量范圍需覆蓋感興趣的分析元素,。通過(guò)比較未知樣品中內(nèi)標(biāo)元素的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度之間的比值,,運(yùn)用軟件來(lái)調(diào)節(jié)未知樣品中的分析物濃度。
根據(jù)所使用的分析技術(shù),,內(nèi)標(biāo)法的應(yīng)用是有變化的,。對(duì)于定量分析,選擇內(nèi)標(biāo)元素是根據(jù)它與被分析元素的電離特性相似性,。每一種內(nèi)標(biāo)元素根據(jù)一組分析物而分類(lèi),。儀器的軟件假設(shè):在一組元素中,所有元素的強(qiáng)度受基體的影響是相似的,。在未知樣品中,,內(nèi)標(biāo)元素強(qiáng)度的比值變化可用于校準(zhǔn)分析物的濃度。
3,、同位素稀釋法“同位素稀釋法”是一種絕對(duì)的定量分析方法:通過(guò)加入一定量的已知同位素,,改變一個(gè)元素的兩個(gè)同位素的天然豐度。此法被認(rèn)為是元素分析中較準(zhǔn)確和精密的分析方法之一,。應(yīng)用“同位素稀釋法”的先決條件是元素必須至少具有兩個(gè)穩(wěn)定的同位素,。該方法的工作原理是在樣品溶液中加入已知量的經(jīng)富集的穩(wěn)定同位素進(jìn)行樣品稀釋。
4,、同位素比值法應(yīng)用ICP-MS分析確定單個(gè)同位素的能力,,同時(shí)也適于測(cè)量另一個(gè)同位素,這種技術(shù)被稱(chēng)為“同位素比值法”,。一個(gè)樣品中的兩個(gè)或更多的同位素比值可提供非常有用的信息,,包括:為判斷地質(zhì)構(gòu)成的年代提出佐證;更好地了解動(dòng)物的新陳代謝,;還有助于識(shí)別環(huán)境污染的來(lái)源,。與同位素稀釋法相似,同位素比值分析技術(shù)的原理也是精確測(cè)量樣品中某一元素的兩個(gè)同位素的比值,。例如,,將204P206Pb的強(qiáng)度進(jìn)行比較。另一方面,,也可以將一種元素的同位素與其它所有參考同位素進(jìn)行比較,。
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