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Agilent 7900 ICP-MS大程度提高復(fù)雜基質(zhì)樣品的分析效率
閱讀：1643 發(fā)布時(shí)間：2021-4-25前言 ：隨著安捷倫氦 (He) 模式八極桿反應(yīng)池系統(tǒng) (ORS) 碰撞池技術(shù)的發(fā)展以 及高基質(zhì)進(jìn)樣 (HMI) 氣溶膠稀釋技術(shù)的推出,，對(duì)復(fù)雜的高基質(zhì)環(huán)境樣 品（如土壤和污泥）進(jìn)行穩(wěn)定而準(zhǔn)確的 ICP-MS 分析已成為常規(guī)方法 [1]。然而,，合同環(huán)境實(shí)驗(yàn)室激烈的競爭和財(cái)務(wù)壓力使其越來越 關(guān)注所用分析儀器和方法的分析效率,。與此同時(shí)，在提高樣品通量時(shí) 不影響數(shù)據(jù)質(zhì)量和簡便易用性也是必需的,。為滿足這些日益嚴(yán)格的分 析效率要求,，安捷倫開發(fā)出了新版集成樣品引入系統(tǒng) ISIS 3，該系統(tǒng)使 Agilent 7900 ICP-MS 用戶能夠執(zhí)行高速不連續(xù)進(jìn)樣分析,，同時(shí)使采集 的數(shù)據(jù)質(zhì)量*美國國家環(huán)境保護(hù)局 (EPA) 對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求,。通過結(jié)合 Agilent 7900 ORS4 He 模式碰撞池、超高基 質(zhì)進(jìn)樣 (UHMI) 與 ISIS 3 的*優(yōu)勢(shì),，可實(shí)現(xiàn)非常 出色的協(xié)同作用,，使該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更快速的分 析，同時(shí)獲得更高的簡便易用性和優(yōu)異的基質(zhì)耐受 性。本研究證明了將用于干擾去除的 He 模式,、使 用 UHMI 的氣溶膠稀釋和不連續(xù)進(jìn)樣相結(jié)合對(duì)于實(shí) 現(xiàn)最佳分析效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)勢(shì),。
合同實(shí)驗(yàn)室成功要素 在合同環(huán)境實(shí)驗(yàn)室中，一次成功的分析運(yùn)行要考慮 以下指標(biāo)： • 準(zhǔn)確度（分析結(jié)果是否正確,？） • 精密度（結(jié)果的重現(xiàn)性如何,？） • 合規(guī)性（是否經(jīng)得起法規(guī)審查？） • 費(fèi)用（獲得分析結(jié)果的成本是多少,？） 考慮到分析效率作為分析“費(fèi)用”的重要因素而受 到越來越多關(guān)注,，顯然在保持檢測(cè)限“切合目的要 求”（即滿足法規(guī)要求）的同時(shí)更快速地執(zhí)行分析 是常規(guī)合同實(shí)驗(yàn)室的首要目標(biāo)。ORS4 的快速池氣 體切換能力允許將不連續(xù)進(jìn)樣與多種氣體模式結(jié)合 使用,，以實(shí)現(xiàn)對(duì)受干擾及不受干擾（主要為低質(zhì)量數(shù)）元素的最佳測(cè)量,。7900 ICP-MS 的高靈敏度還 允許使用極短的積分時(shí)間，且不降低檢測(cè)限,。
實(shí)驗(yàn)部分：儀器 分析采用配備標(biāo)準(zhǔn)鎳錐,、玻璃同心霧化器和 UHMI 選件的 Agilent 7900 ICP-MS。UHMI 將氣溶膠稀釋 與等離子體溫度自動(dòng)優(yōu)化結(jié)合,，大程度提高了 7900 ICP-MS 的等離子體穩(wěn)定性,。與 Agilent 7700 系 列 ICP-MS 所用的上一代 HMI 相比，7900 ICP-MS 采 用的 UHMI 可提供更寬范圍的氣溶膠稀釋（最高至 100 倍）并改善樣品沖洗性能,。 7900 ICP-MS 配備可選的 ISIS 3 不連續(xù)進(jìn)樣 (DS) 附 件以實(shí)現(xiàn)所需的高樣品通量,。ISIS-DS 還可大程度縮短每次測(cè)試時(shí)儀器暴露于樣品的時(shí)間，從而有 助于進(jìn)一步改善對(duì)大批樣品的基質(zhì)耐受性,。ISIS 3 切換閥置于靠近霧化器處,，可大程度縮短管線長 度并優(yōu)化不連續(xù)進(jìn)樣分析周期。ISIS 3 切換閥的第 七個(gè)端口允許在閥中將內(nèi)標(biāo) (ISTD) 溶液在線加入載 氣流中,，在霧化之前實(shí)現(xiàn)溶液的高效混合并快速達(dá) 到穩(wěn)定,。
ISIS-DS 操作的基本原理請(qǐng)見安捷倫科技公司出版 物 5990-3678CHCN [2]。ISIS 3 的新功能是增加了由 計(jì)算機(jī)控制的三通閥,，能夠在內(nèi)標(biāo)溶液和調(diào)諧溶液 之間進(jìn)行切換,。該閥可實(shí)現(xiàn)儀器優(yōu)化和樣品分析的 *自動(dòng)化，無需手動(dòng)切換管線,。在本研究中,，利 用固定的等離子體參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，以對(duì)儀器性 能進(jìn)行優(yōu)化,。儀器條件如表 1 所示。
圖 1 示出 ISIS-DS 系統(tǒng)的基本操作過程：步驟 1 ― 載樣（左上圖）,。使用高速 ISIS 3 活塞泵將樣品快 速吸入樣品定量環(huán)中,，同時(shí)將含有在線內(nèi)標(biāo)的空白 載氣不斷泵送至霧化器中。步驟 2 ― 進(jìn)樣（右上 圖）。然后旋轉(zhuǎn) 7 通閥,，將載氣切換到定量環(huán)中,， 將前面的樣品推入霧化器中。與此同時(shí),，自動(dòng)進(jìn)樣 器針頭移至清洗口,，在加載下一個(gè)樣品之前對(duì)樣品 引入管線進(jìn)行沖洗。
1000 µL 的定量環(huán)體積提供了足夠長的穩(wěn)態(tài)信號(hào),， 由此可在待采集的兩種不同池模式下完成三次重復(fù) 測(cè)定,。這一配置突出了在 He 模式下有效去除干擾 的重要實(shí)際優(yōu)勢(shì)之一，其中可采用相同的池氣體和 條件去除所有多原子干擾,，從而僅需對(duì)所有受干擾 的分析物采用一種池模式,。Agilent 7900 ICP-MS 上 的 ORS4 還具有快速池氣體切換功能，因此每次進(jìn)樣 可在兩種池模式（He 模式和無氣體模式）下重復(fù) 采集三次,。相比之下,，在利用反應(yīng)池氣體的 ICP-MS 系統(tǒng)上使用不連續(xù)進(jìn)樣時(shí)，多元素分析所需的不同 反應(yīng)氣體的切換和池設(shè)置需要的時(shí)間顯著延長,，因析,，或者采取其他可替代的干擾控制手段。 通過長時(shí)間分析一個(gè)典型環(huán)境樣品序列來測(cè)試準(zhǔn)確 度,、分析效率和長期穩(wěn)定性,，此類分析代表了合同 環(huán)境實(shí)驗(yàn)室所面臨的日常工作量。樣品包括 EPA 方 法 6020A 所規(guī)定的水/土壤/沉積物的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) (CRM),、加標(biāo)樣品以及質(zhì)量控制 (QC) 樣品（圖 2）,。 利用 1% HNO3 和 0.5% HCl 基質(zhì)配制校準(zhǔn)標(biāo)樣。無需 基質(zhì)匹配,，且在整個(gè) 9.5 h 的序列分析中無需進(jìn)行 重新校準(zhǔn),。
結(jié)果 本研究對(duì)于大多數(shù)元素采用 He 反應(yīng)池模式，并對(duì) 低質(zhì)量數(shù)元素采用無氣體模式,?？傊?9 小時(shí) 35 分鐘的時(shí)間內(nèi)測(cè)試了 383 個(gè)樣品,，每個(gè)樣品的運(yùn)行 時(shí)間為 90 秒,。與使用配備 ISIS 2 的 7700x ICP-MS 開 展的類似研究相比，通量提高了約 30% [3],。 方法檢測(cè)限 對(duì)低濃度標(biāo)樣重復(fù)測(cè)定十次計(jì)算 3σ 方法檢測(cè)限 (MDL),，標(biāo)樣中含痕量元素 0.1 ppb、礦物元素 10 ppb 和 Hg 0.01 ppb（表 2）,。在無氣體模式下采集鈹,，并 在 He 模式下采集其他元素,。采用盡可能短的積分 時(shí)間，以大程度縮短總采集時(shí)間,。這些并非“最 佳”檢測(cè)限,，而是足以滿足方法要求的檢測(cè)限。利 用更長的分析時(shí)間,，以及對(duì)更高純度試劑和清潔工 作實(shí)踐方法的大量投資可以降低背景的污染水平,， 從而實(shí)現(xiàn)更低的檢測(cè)限，但是這種做法將導(dǎo)致分析 成本相應(yīng)的增加,。
