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ICP-MS

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發(fā)布時(shí)間：2025-04-15 17:33:20 更新時(shí)間：2025-04-14 17:34:36

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP-MS) 的檢測(cè)項(xiàng)目及應(yīng)用深度解析

電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）作為現(xiàn)代痕量元素分析的金標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，憑借其超低的檢測(cè)限、寬廣的線性范圍以及多元素同時(shí)分析能力，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。其核心優(yōu)勢(shì)在于將高溫等離子體的高效電離特性與質(zhì)譜的高靈敏度、高分辨率檢測(cè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中ppq（萬(wàn)億分之一）級(jí)至ppm（百萬(wàn)分之一）濃度元素的精準(zhǔn)測(cè)定。以下將詳細(xì)解析其核心檢測(cè)項(xiàng)目及應(yīng)用場(chǎng)景。

一、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域：追蹤污染物的“火眼金睛”

在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，ICP-MS是追蹤重金屬污染路徑的核心工具。通過(guò)碰撞反應(yīng)池技術(shù)（CRC）可有效消除ArCl+對(duì)75As測(cè)定的干擾，實(shí)現(xiàn)環(huán)境水體中0.01 μg/L的砷形態(tài)分析。土壤消解液中的鎘同位素比值（如114Cd/111Cd）測(cè)定可精確到0.05%，用于污染源指紋識(shí)別。大氣顆粒物樣品經(jīng)微波消解后，可同時(shí)測(cè)定Pb、Hg、Cr等8種重金屬元素，檢出限低至0.003 ng/m³。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）采用ICP-MS進(jìn)行北極冰芯中210Pb的半衰期測(cè)定，分辨率達(dá)到±1.5年，為冰川年代學(xué)研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

二、食品藥品分析：守護(hù)安全的精密防線

食品中重金屬檢測(cè)嚴(yán)格遵循JECFA標(biāo)準(zhǔn)，ICP-MS聯(lián)用激光剝蝕（LA-ICP-MS）可直接測(cè)定大米顆粒中甲基汞的空間分布，橫向分辨率達(dá)10 μm。藥物殘留檢測(cè)采用動(dòng)態(tài)反應(yīng)池模式，使用NH3反應(yīng)氣消除40Ar35Cl+對(duì)75As的干擾，使抗癌藥中鉑族元素（Pt,Os,Ru）的回收率提升至98.2±2.3%。生物樣品經(jīng)四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（Q-TOF）檢測(cè)，可解析血清中Se-Met與SeCys2的形態(tài)差異，質(zhì)荷比偏差小于2 ppm，為硒營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究提供分子層面數(shù)據(jù)。

三、工業(yè)材料檢測(cè)：突破性能極限的探針

高純硅材料分析中，ICP-MS-MS系統(tǒng)通過(guò)質(zhì)量轉(zhuǎn)移法消除Si基體干擾，使B、P等摻雜元素的檢測(cè)限達(dá)到0.01 ppb。半導(dǎo)體行業(yè)采用微流控芯片與ICP-MS聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)晶圓表面Fe、Ni、Cu等23種金屬污染物的原位檢測(cè)，采樣體積僅需5 μL。核燃料棒中的U-235豐度測(cè)定精度達(dá)到0.002%，同位素比值測(cè)量使用多接收器（MC-ICP-MS），內(nèi)部精度優(yōu)于0.005%。稀土元素分離分析中，高分辨模式（m/Δm=10,000）可完全分離155Gd與158Gd的質(zhì)譜峰，氧化物產(chǎn)率（CeO+/Ce+）控制在1.2%以下。

四、生命科學(xué)研究：探索元素的生物密碼

單細(xì)胞分析采用微滴進(jìn)樣系統(tǒng)，每個(gè)細(xì)胞消耗體積0.3 nL，實(shí)現(xiàn)HeLa細(xì)胞中Zn、Cu的絕對(duì)定量（RSD<8%）。金屬蛋白研究中，SEC-ICP-MS聯(lián)用系統(tǒng)在3分鐘內(nèi)完成轉(zhuǎn)鐵蛋白與Cd-MT的分子量分離，分子量測(cè)定誤差<5%。同位素標(biāo)記示蹤實(shí)驗(yàn)使用富集67Zn（豐度92.3%）跟蹤腸道吸收效率，同位素比值測(cè)定精度達(dá)0.03%。腦脊液樣品經(jīng)稀釋直接進(jìn)樣，采用內(nèi)標(biāo)校正法（Re、Rh、Bi）可使Al的定量下限延伸至0.05 ng/mL，滿足阿爾茨海默病生物標(biāo)志物研究需求。

隨著飛行時(shí)間質(zhì)譜（TOF-MS）與激光燒蝕（LA）等聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，ICP-MS的空間分辨率已突破亞微米級(jí)，元素成像速度達(dá)到500像素/秒。三重四極桿系統(tǒng)（ICP-QQQ）通過(guò)質(zhì)量轉(zhuǎn)移模式，使硒的檢測(cè)背景等效濃度降低2個(gè)數(shù)量級(jí)。未來(lái)，ICP-MS將與人工智能深度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜基體樣品中500+元素的自動(dòng)方法開發(fā)，檢測(cè)通量提升10倍的同時(shí)，將單元素分析成本降低至0.5美元以下，推動(dòng)元素分析進(jìn)入智能化、超高通量新時(shí)代。