20-08-05 09:52 发布者: 浏览次数:次
激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)是目前主要的微区原位高精度同位素比值分析测试技术之一,被广泛应用于许多领域,包括地质,环境科学,生物学,材料科学和考古学。该技术的优点是其空间分辨率高、分析速度快、样品消耗量少、前处理简单、较少的与水相关的质谱干扰,可以在微米尺度上识别和区分矿物颗粒之间或者晶体内部的同位素组成变化。这种常规化学全岩分析方法难以实现的功能长期以来吸引了地质学家的兴趣。在过去二十多年中,LA-MC-ICP-MS已经被用于确定元素周期表中许多元素的同位素组成,包括Li、B、C、Mg、Si、S、Cl、Ca、Ti、V、Fe、Ni、Cu、Sr、Zr、Sn、Nd、Hf、Os、Pb和U。
Walder等在1993年首次报道了LA-MC-ICP-MS作为一种新的固体微区分析技术来测定样品中Pb同位素比值。迄今为止,LA-MC-ICP-MS已经发展了25年。该技术从激光剥蚀系统到质谱仪的各个方面都得到了改进。但是LA-MC-ICP-MS技术的缺点,例如复杂的同位素分馏行为,显著的基质效应和质谱干扰,仍然限制了其分析的准确性和精密度。此外,LA-MC-ICP-MS较低的样品引入量(通常单次分析样品量小于1 微克)导致大多数低丰度元素的同位素分析结果不如人意。而且分析过程中存在的质量分馏、基体效应和复杂的地质样品类型,使得基体匹配标准物质成为制约LA-MC-ICP-MS广泛应用的瓶颈。本综述对近年来关于LA-MC-ICP-MS技术中同位素质量分馏校正、基体效应的认识及抑制和质谱干扰问题解决方案进行综述,试图梳理LA-MC-ICP-MS技术发展脉络,为未来进一步改善LA-MC-ICP-MS同位素分析性能提出建议。
通过对过去已发布论文的总结,我们得出以下结论:
(1)LA-MC-ICP-MS的同位素分馏行为尚未被完全了解,因此阻碍了我们对其进行准确校正。质量分馏行为成为阻碍LA-MC-ICP-MS分析测试准确度和精密度的最主要因素;
(2)LA-MC-ICP-MS复杂的基体效应问题通过某些新的技术手段可以得到一定的抑制或消除,比如飞秒激光系统、水蒸气剥蚀环境及湿等离子体等,但是目前尚不确定是否所有的同位素系统都可以通过以上方法实现非基体匹配校正,特别是对于具有显著基体差异的样品;
(3)质谱干扰可以通过高分辨率分析、加入氮气解决或抑制部分干扰,未来碰撞池技术被期待彻底解决质谱干扰问题。
(4)进一步提高LA-MC-ICP-MS分析灵敏度有助于扩展其应用领域和研究对象。
文章信息:Zhang, W., and Hu, Z.*, 2020, A critical review of isotopic fractionation and interference correction methods for isotope ratio measurements by laser ablation multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, v. 171, p. 105929. https://doi.org/10.1016/j.sab.2020.105929
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