ICP-MS多钱 国内电感耦合等离子体质谱仪

2016年5月23日，在北京.国家会议中心召开的“*十四届中国国际科学仪器及实验室装备展览会”(CISILE 2016) 进入了第二天，而“CISILE2016年度新产品发布会”活动也在继续进行中。钢研纳克技术有限公司此次借助这一平台介绍了两款新产品，电感耦合等离子体质谱仪PlasmaMS 300和GNCJ-50/GNCJ-30型高温持久蠕变强度试验机。
新产品发布会现场
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)被称为二十世纪以来激动人心的分析技术，具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精度高、分析速度快、可进行多元素同时测定等优异的分析性能，已成为痕量和**痕量无机元素为有效的分析手段之一。其中，四较杆式电感耦合等离子体质谱是普及率的ICP-MS。
一直以来，中国的ICP-MS市场为进口所占据。国际上ICP-MS(下文通指四较杆式ICP-MS)的主要生产商有安捷伦、珀金埃尔默、赛默飞;另外，2014年德国耶拿完成对布鲁克ICP-MS生产线(原瓦里安)的收购，2016年3月岛津也在中国推出ICP-MS产品。
随着技术的迅速发展，ICP-MS**装机量已在8000台以上，仅中国每年的新增装机数就**过500台。而且，近年来，ICP-MS开始越来越多地被纳入到国家方法标准之中，预期未来几年，中国ICP-MS市场会强势增长。而且，在很长时间里，国外对中国实行ICP-MS禁运或限制进口，所以，从抓住市场机遇及的角度讲，研发生产中国自己的ICP-MS是非常必要的。
2011年开始实施的国家重大科学仪器设备开发专项也支持了多个ICP-MS研发项目，如：中国环境监测总站牵头的“基于质谱技术的全组分痕量重金属分析仪器开发和应用示范”项目、钢研纳克技术有限公司牵头的“ICP痕量分析仪器的研制与应用”项目、北京海光仪器公司牵头的“新型等离子体质谱关键部件研制与创新应用研究”项目等。2015年9月，聚光科技的Expec 7000型电感耦合等离子体质谱仪顺利通过，是“基于质谱技术的全组分痕量重金属分析仪器开发和应用示范” 项目的成果。
2016年4月，钢研纳克的电感耦合等离子体质谱仪PlasmaMS 300通过组织部门验收。而今天的新品发布会代表着PlasmaMS 300正式推向市场。
电感耦合等离子体质谱仪PlasmaMS 300
据钢研纳克介绍，在该项目中，钢研纳克成功研制了激光烧蚀进样系统(LA)，该技术属于国内**，并具有聚焦定位、微区导航等技术。LA-ICP-MS联用是钢研纳克ICP-MS产品所拥有的竞争优势，因为目前国际上还没有一家仪器公司能够同时提供LA和ICP-MS两种仪器设备，钢研纳克是世界上家，有条件、有能力、可以非常灵活地为客户提供定制化的解决方案，进而**这一市场。
LA-ICP-MS可以对固体样品剥蚀直接进样，*复杂的样品前处理过程，避免了溶液进样过程中的一些干扰因素的影响。而且，随着激光固体进样技术的进步，以及ICP-MS技术的发展，LA-ICP-MS作为一种高灵敏度、高精度的，并可提供多维的、高分辨信息的原位微区分析技术，必将在元素分析与空间分布分析中占据重要的地位，具有的应用前景。
钢研纳克在钢铁、矿产等冶金及相关行业中具有的丰富积累，PlasmaMS 300的应用领域也主要瞄准了以上领域。另外，在该项目中，钢研纳克还了四较杆电源、ICP离子源、全中文操作软件等，其中，四较杆电源采用了数字直接频率合成技术，配合国产四较杆完全满足高分辨元素分析的需求。

离子色谱-ICP-MS联用是为了应对2019年11月执行的欧盟进口玩具标准EN71-3中可迁移六价铬的需求，钢研纳克和青岛盛瀚离子色谱联合开发的玩具中可迁移六价铬联用技术。该技术在仪器低噪声控制和软件交互协同等方面实现了突破，通过IC-ICP-MS联用有效地分离三价铬和六价铬，实现不同价态的铬元素的分离分析。玩具中可迁移六价铬的检出限做到了0.006ng/mL,成为能够满足欧盟玩具EN71-3较低检出限要求的国产仪器厂商。

钢研纳克电感耦合等离子体质谱法icp-ms测定婴幼儿辅食中Pb、Cd、Cr、As的含量
摘  要： 采用硝酸和双氧水，于微波消解法条件下200℃溶解样品，选择质量数207Pb，111Cd为分析质量数，使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定婴幼儿辅食中Pb， Cd含量。各元素校准曲线线性相关系数r为0.9998-0.9999，线性关系良好；方法中各个元素测定下限为0.00026ug/g-0.00029ug/g之间，米粉回收率为96.8%-98%之间，并使用标准样品进行验证。
关键词： 婴幼儿辅食，微波消解，元素测定
婴幼儿辅食是一类添加适量营养成分以补充婴幼儿营养的食品，主要用于补充婴幼儿身体成长所需的必须营养物质。其有害重金属对儿童伤害很大，其含量有严格的限定，因此婴幼儿辅食中的重金属元素含量非常重要。
1 实验部分
1.1 主要仪器及工作参数
电感耦合等离子体质谱仪（钢研纳克技术有限公司）；高纯氩气（纯度不小于99.999%），具体工作参数见表1
表1  ICP光谱仪器主要工作参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率／W 1350 气流速／L·min-1 1
冷却气流速／L·min-1 15 蠕动泵转速/rpm 35
载气流速／L·min-1 1.03 进样时间/s 25
全功能型微波化学工作平台：上海市屹尧仪器科技发展有限公司。
1.2 试剂 
Pb， Cd， Cr， As，Be，Rh，Re单元素标准储备溶液（国家钢铁材料测试中心）：1000 µg/mL；
硝酸（ρ约为1.42 g/mL），优级纯；双氧水，优级纯； 
实验用水均为二次去离子水。
1.3  样品处理
准确称取0.5 g（至0.0001 g）试样，放入聚四氟乙烯微波消解罐中。加入6mL硝酸，放置半小时，而后加入6mL硝酸，半小时后加入0.5ml双氧水，双氧水分次每隔半小时加入，共加入2ml，每次加入硝酸和双氧水后，盖上取出压力膜的盖子。放置过夜，转移至微波消解仪中。而后使用微波消解样品，缓慢升温，使得消解温度为200℃，保持20min。等样品完全冷却至室温后，使用水域60℃加热微波消解罐2h，冷却后转移样品至50mL容量瓶中，加入Be，Rh，Re内标。定容摇匀待测。随同做空白试验。
1.4  标准溶液系列的配制
取5个100 mL容量瓶，分别加入各待测元素的标准溶液，补加2mL硝酸，定容，摇匀。此标准溶液系列中各元素含量见表2。
表2  标准溶液系列中各元素含量
    Table 2   Content of each element in the standard solution series        μg/mL
元素Element Pb Cd
空白 0 0
标准1 0.5 0.5
标准2 1 1
标准3 5 5
标准4 10 10
2 结果与讨论
2.1 质量数选择
在实际测试过程中，Pd，Cd不需使用碰撞。
表4  各元素分析线 
Table 4  Spectral lines of each element 
元素
Elemnet Pb Cd
质量数
Mass number 207 111
2.2 校准曲线和检出限
按照仪器设定的工作条件对标准溶液系列进行测定，以待测元素质量浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制校准曲线，结果见表5。在仪器工作条件下对标准溶液系列的空白溶液连续测定11次，以3倍标准偏差计算方法中各待测元素检出限，以10倍标准偏差计算方法中各待测元素的测定下限，结果见表5。
表5 各元素的线性回归方程和检出限
Table4  Linear regression equation of each element and detection limit 
元素
Elements 线性范围
Linear range/(g/mL) 相关系数
Correlation coefficient 检出限
Detection limit/(ug/g) 测定下限
Limit of determination/(ug/g) 
Pb 0-10 0.9998 0.00026 0.00086
Cd 0-10 0.9999 0.00029 0.00096
3 样品分析
3.1 精密度和回收率试验
按照实验方法测定米粉样品中Pb、Cd、Cr、As，并进行加标回收试验，结果见表5。
表5  微波消解法回收率试验
Table5  Precision and recovery test
元素
Element 测定值
Found/（μg/g） 加入量
Added/（μg/g） 测定总值
Total found/（μg/g） 回收率
Recovery/%
Pb 0.11 5 4.95 96.8
Cd 0.05 1 1.03                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               98
3.2 实验结果
采用微波消解法对样品进行测试，并使用GBW(E) 100349 大米标样进行验证，测定结果见表7。
表7  样品测定结果
 Table 7  Determination results of sample  μg/g
元素Element 米粉 儿童饼干 儿童面条 磨牙棒 GBW(E)100349
标准值 GBW(E)100349
测试值
Pb 0.11 0.008 0.004 0.056 0.15±0.02 0.141
Cd 0.05 0.007 0.009 0.071 0.41±0.02 0.379
4 结论
采用硝酸和双氧水及微波消解法溶解样品，使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定婴幼儿辅食中Pb、Cd含量。各元素校准曲线线性相关系数r为0.9998-0.9999，线性关系良好；方法中各个元素测定下限为0.00026ug/g-0.00029ug/g之间，回收率为96.8%-98%之间，并使用大米标样（GBW100397）进行验证，结果准确可靠。本方法适用于婴幼儿辅食中重金属元素的准确测定。

钢研纳克PlasmaMS 300 电感耦合等离子体质谱仪测定米标样中不同形态砷（As）分析
测试对象（大米标样）：
GBW10043(GSB-21)，GBW10044（GSB-22）
测试样品（As 不同形态）：
亚盐（As(Ⅲ)），盐（As(Ⅴ)），一甲基（MMA）和二甲基（DMA）
测试仪器：
NCS 钢研纳克PlasmaMS 300 ICP-MS 与创新通恒LC3000 型液相色谱仪联用
测试方法：
参照 GB 5009.11-2014 《食品安全国家标准-食品中总及无机的测定》
1. 样品前处理
准确称取大米标样 1g 于 50mL 塑料离心管中，加入 15mL 0.15mol/L 硝酸溶液，水浴提 2.5h，每隔 0.5h 振摇 1min。提取完毕，将样品冷却至室温后，5000r/min 离心 10min，取上层清液，经0.45 μm 滤膜过滤后进样测定。按同一操作方法做空白试验。
2.测试
（1）ICP-MS 开机后，用调谐液进行调谐，使信号达到适合测试的强度；
（2）将 HPLC 与 ICP-MS 联接，启动 HPLC，稳定色谱柱 0.5h；
（3）设置测试方法，按照设定的样品顺序进行测试。其中分析时间为 420s，色谱流动相为磷酸二氢钾和磷酸氢二钠混合溶液，流速1mL/min，进样量 100μL。
（4）选择积分区域，进行计算。
3.结果
3.1 不同形态 As 混合溶液的分离效果如图.1 所示。溶液为100ppb 不同形态 As 的混合溶液，图中峰依次为 As（Ⅲ），DMA， MMA 和 As(Ⅴ)。
图.1 不同形态 As 的 100ppb 混合溶液分离效果
3.2 大米标样中不同形态 As 的测试结果如表.1 所示
表.1 大米标样中不同形态 As 测试结果（单位：ppb）
由表中可以看出，该测定方法测定的 As 总量与认定值一致，大米中As 的主要形态以 As（V）形式存在。
结果说明该样品前处理方法能够将大米标样中 As 完全提取出。PlasmaMS 300 ICP-MS 与HPLC 联用能够完全满足测试大米样品中不同形态 As 含量的要求。同时也体现了PlasmaMS 300 ICP-MS 对低浓度样品测试的准确性。
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