ICP-MS同时测试几十个元素必须考虑的若干问题

王中泰

ICP-MS 同时测试几十个元素必须考虑的若干问题

很多人对于 ICP-MS 具有七十多个元素测试能力的理解有误解。常常较为随意得进行几十个元素的测试。为减小测试结果的错误，本文梳理出五点注意事项，仅供参考。

问题 1 ：稀释剂使用酸 / 碱种类的问题

元素稳定在溶液需要不同的酸，很多非金属元素则不适合使用酸性条件比如卤素；同时稳定一些元素的酸有可能对其他元素不利：比如对 Ta ， Hf 来说 HF 是必要的，但是对 Hg ， As 等元素来说是不利的；对于可以稳定很多元素盐酸基体来说，对 Tl 稳定性不利。

所以，在很多元素同时测定时，要有意识做溶液稳定性。稳定性包括线性溶液和样品溶液，不充分评估元素稳定性时必须要现配现用。当然，你可能放几天线性线性相关系数也可以做到 0.995 ，但这么做仅仅可以把工作做完，打卡下班，而不能把结果作准。当选择这么做之前，最好充分评估可能的风险。

问题 2 ：标准溶液混合成最终待测混标母液过程中，对元素浓度的影响。

很多实验室是通过单标配混标的方式得到的混标，这里存在一个重大风险：元素单标往往不是那么高纯，它只能保证自己的浓度而无法保证其他元素杂质的含量。这样以来，我们测试的结果肯定是偏低的，且混的元素越多结果约会偏低。

我无意鼓励大家订制混标，况且很多元素无法做成较高浓度的标准溶液。但请通过混标线性标定单标的方式做个评估，这样才是科学的做法。

还有一种情况是要尤其注意：稀释剂里含有待测元素。常见 W 和 Si 里的稀释剂基体往往是 Na 或者 K ；很多元素里含有 Cl 。 Cl ， Na ， K 想和其他元素一起测试的时候，要特别注意。当然，需要测完 Na 元素时，容器和耗材也要尽量避免玻璃容器。

问题 3 ：多元素之间存在的双电荷和氧化物质谱干扰问题

① 存在双电荷干扰问题。很多实验室里，由于仪器并不支持通过氨气、氢气池技术的方式解决双电荷问题，校正方程又存在一些问题，所以，大部分人只能选择忽略。最为典型的是 Sr 与 Ca 的问题。参考详解单四极杆消除双电荷质谱干扰

让人大跌眼镜的是：

我看到某专家在有 DRC 使用条件的情况下，也用碰撞模式测试 Ca 和 Sr ！姑且不说线性里的 Sr 对 Ca 的显著影响，样品里 Ca 和 Sr 的比例也是未知的。

关于 Sr 双电荷干扰 Ca 的问题。既不是某些人所认为的： Sr 在样品里很少存在；更不是某些人评论 Ca 与 Sr 问题时认为的人为创造出来的干扰。

② 存在氧化物干扰的问题。按说氧化物的多原子离子质谱干扰一般是可以通过氦气碰撞模式得到较好的消除，但是对于高雷竞技百科 数的元素，氦气碰起来就费劲了，碰撞效果会急剧下降。

以下是测试几十个混标线性时偶然发现的现象。该线性溶液里并没有有Ta，Tl等三十多个元素但没有Au元素。

从上图可知氦气模式下的 Ta 灵敏度 24280cps/ppb 。

可是， Au197 从哪来的呢？线性还挺好： 0.99999 。灵敏度 118cps/ppb 是 Ta 的 0.5% 。

和 Au197 灵敏度比较接近的 Tl205 灵敏度为 11530cps/ppb 除以丰度 70.4% 等于 16378cps/ppb ，约为 Au 灵敏度的 0.6% 。

由于 Au 是贵金属，所以混标里有 Au 的概率不大。更可能是 TaO （ 181+16 ）的干扰，氧化物形成如果是 1% ，再用氦气碰掉一点，差不多就可以解释清楚了。

从这里可以得到一个启示：

很多人通过稀释，看浓度是否变化来判断是否存在质谱干扰是错误的！从 Au 极好的线性可知： TaO 对 Au 的干扰，稀释两个数量级，都是稳定的干扰比例。

继续追问如何解决呢？如果只有氦气，把氦气流量继续开大试试行不行，否则只有把 Ta 和 Au 分组测试。

如果你有氨气 DRC ，氨气原位 DRC 应该是可以的：

首先， Ta 与氨产生 197 的络离子只有万分位以下，再加上带通的对于基体离子 Ta 剔除作用，对于线性混标里这个浓度的 Ta ，完全没有问题。

其次， TaO 和氨气反应活性我没做过，姑且就算活性不高； TaO 肯定会进行电荷转移的，也就是干扰可以得到消除。

最后 Au 与氨气反应活性较低， Au 大部分留在 197 amu 的原位。

首先， Ta 与氨产生 197 的络离子只有万分位以下，再加上带通的对于基体离子 Ta 剔除作用，对于线性混标里这个浓度的 Ta ，完全没有问题。

其次， TaO 和氨气反应活性我没做过，姑且就算活性不高； TaO 肯定会进行电荷转移的，也就是干扰可以得到消除。

最后 Au 与氨气反应活性较低， Au 大部分留在 197 amu 的原位。

最后，回答一个 ICP-MS 用户的典型疑问：为何两台同样型号的仪器，使用一样的方法参数，同样的溶液得到的内标回收率不一样，甚至加标回收率的差距也很大？

首先，这个事情是客观存在的，且在所有品牌仪器均存在。这个问题的原因主要在进样系统，锥和透镜部分的仪器状态和具体参数设置。

影响最终也是各部分叠加的，与其耗费精力去找到主要影响因素，不如通过参数调整直接解决加标回收率不好的问题。解决之道大约有以下几点：

①通过雾化器与稀释气控制样品引入量，以缓解基体效应。

②可以更新方法，不存在万能的标准方法或内部方法，仪器之间差距较大的方法说明不够稳健，可通过改变内标的方式来优化。比如说一台仪器测试 120% 。另外一台仪器测试 145% ；为啥不考虑换个内标试试呢？千万不要认为一个方法可以适用于所有基体，不要提前默认内标不能变，然后问加标回收率做不好怎么办。

③仔细检查并排除雾化器，中心管，炬管，锥，真空与池气体是否存在的明显问题。

④考虑采样深度，透镜系统的维护和参数调整；气体控制模块问题。

ICP-MS 测试元素技能包没那么容易获得，需要持续的积累与学习交流。真不是看几本书，或从各种渠道参加各种形式的 ICP-MS 培训班就能解决的。除了完成基本工作之外，对自己有一定要求和规划是不断进步的必要条件。