20-05-13 15:53 发布者: 浏览次数:次
溶液雾化进样是ICP-MS最为传统的进样技术,该方法通常以100~1000 μL min-1的速率持续地将样品溶液载入仪器,形成较大的样品基体质量负载,同时进入的溶剂将大量的“O”和“H”带入等离子体。前者引发基体效应,后者使得水溶液相关的多原子离子(如氧化物、氢氧化物离子等)干扰给测试带来较大困扰。毫无疑问,如何同时较好地克服ICP-MS分析中溶剂相关的质谱干扰和样品基体所造成的非质谱干扰一直是亟待解决的问题。
我们提出了一种基于激光剥蚀(LA)的溶液剥蚀进样方法,可克服在传统的溶液雾化法进样ICP-MS主量元素、微量元素分析中与水溶液有关的多原子离子干扰及样品基体效应的问题,这主要得益于LA取样的微量特征。采用这种新型进样方式,ICP-MS在测试中的氧化物及氢氧化物离子干扰产率相比于传统的溶液雾化法约可降低1-2个数量级,呈现出一种类似于膜去溶的效果,也就是说当激光剥蚀溶液样品时,其所产生的气溶胶几乎处于一种干燥状态(图2);该方法的另一个重大优点在于显著减弱了基体效应,对样品固溶体总量(TDS)的耐受性升高,无论是硝酸介质的浓度从2%变化至30% (v/v)还是样品的稀释倍数从2000倍(最典型的地质样品稀释倍数)缩减至80倍,都不会对测试结果造成明显的影响(图3)。相比于LA-ICP-MS分析固体样品,分析溶液样品时灵敏度可获得70-250倍提升,大多数元素的检出限可降低2个数量级,并且在剥蚀溶液的过程中没有观察到随时间发生的元素分馏现象,这为该方法的非基体匹配校正提供了基础。
采用NIST 610玻璃作为外标,In元素作为内标,我们利用该方法对6个国际地质标样(玄武岩、辉绿岩、安山岩、花岗闪长岩及流纹岩)中的45个主微量元素进行了测试,所得分析结果具有良好的精确度及准确度,绝大部分元素的测定值和参考值偏差在10%之内,且重现性优于7%(RSD)。此外,由于该方法具有较高的基体耐受性,在前处理过程中对高纯酸和超纯水的消耗极少,比现有的溶液雾化进样方式要节约20-100倍。总的来说,该方法为ICP-MS分析溶液样品提供了一种简单、环保且兼具膜去溶效果的全新的进样方式。
图1 激光剥蚀溶液的装置示意图
图2 仪器中的氧化物、氢氧化物及二价离子产率在一次分析序列中的变化。红色虚线标记的为固体样品,其余为液体样品。该图显示在LA-ICP-MS分析测试过程中,仪器中的氧化物及氢化物产率在引入溶液样品时和在引入固体样品时几乎保持一致。
图3 (A)不同的样品稀释倍数(2000~80)和(B)不同的酸介质浓度(2%~30% HNO3)对相对信号强度的影响。
文章信息:Liao, X., Hu, Z.*, Luo, T., Zhang, W., Liu, Y., Zong, K., Zhou, L., Zhang, J., 2019. Determination of major and trace elements in geological samples by laser ablation solution sampling-inductively coupled plasma mass spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 34 (6): 1126-1134. http://dx.doi.org/10.1039/C9JA00027E
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