有机溶剂辅助微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定多种原油中微量金属元素

建立了二氯甲烷溶剂辅助微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定原油中V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo、Co、Pb等16种微量金属元素。研究表明,用CH2Cl2分散原油样品,以浓HNO3-H2O2为消解体系,采用CEM微波消解系统消解样品,各元素线性关系良好,相关系数≥0.9995;检出限可达ng/L;方法精密度较高,相对标准偏差(RSD,n=3)<5.0%;回收率为92%～110%。以w(Ni)/w(V)与w(Fe)/w(V)比值为变量参数对不同原油样品进行聚类分析,表明国内与国外不同地区原油样品中各金属元素含量差异较大。

不同原油中金属元素的测定及聚类分析

采用二氯甲烷溶解、分散原油样品,以浓HNO3-H2O2为消解体系,采用微波法对原油进行消解,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定原油中的V、Ni、Cu、Fe、Cr、Zn、Pb、Co、Mo、Ag等17种微量金属元素;并以6Li、45Sc、72Ge、89Y、115In、159Tb、209Bi为内标元素,补偿基体效应,选择适当的待测元素同位素克服质谱干扰,优化了实验条件。结果表明,原油中大多微量金属元素的检出限达到ng/L,仅Fe、As、Sb 3种元素的检出限相对较高;各元素线性关系良好,相关系数r不低于0.999 5;方法精密度较高,相对标准偏差(RSD)不大于5.0%,准确度较好,相对误差不高于10%。对不同原油样品以Ni/V与Fe/V值为变量进行聚类分析,结果发现,国内与国外不同地区原油样品具有明显差异性。

南大西洋中脊表层沉积物中稀土元素的含量及分布模式分析

以HNO3-H2O2-HF为消解体系,对南大西洋中脊16个站位表层沉积物进行消解,应用电感耦合等离子体质谱测定了沉积物中稀土元素（Rare earth elements,REE）的含量,并分析了稀土元素的分布特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好（r=0.9997～1.0000）,检出限可达ng/L,精密度好、准确度高,相对标准偏差（RSD,n=3）不大于3.0%,相对误差在6.0%以内。16个站位沉积物样品中稀土总量（∑RE）变化范围为37.25～134.77μg/g,轻重稀土元素含量比值（LRE/HRE）的变化范围是0.61～1.70,平均值为1.27,沉积物中富集轻稀土略明显;从稀土配分模式看出,各个站位REE分布模式基本一致,轻重稀土元素之间有明显的分馏;不同来源沉积物中稀土元素分布模式类似,陆地和海洋沉积物稀土存在稍微差异;沉积物中δEu和δCe均出现负异常,说明了稀土元素主要是来自于海水。本研究分析了南大西洋中脊稀土元素的含量和分配规律,为深入研究大西洋中稀土元素的分布提供技术支撑和参考数据。

毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用测定海藻中铅形态化合物

建立了毛细管电泳（CE）与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）联用技术测定铅离子（Pb（Ⅱ））、三甲基铅（TML）和三乙基铅（TEL）3种不同形态铅化合物的方法,以及海藻中不同形态铅化合物的提取技术,实现了海藻中3种铅形态化合物的定性定量分析。结果表明：以70 mmol/L H_3BO_3-17.5 mmol/L Na_2B_4O_7（pH 8.90）为缓冲溶液,在最佳CE-ICP-MS条件下3种铅化合物20 min内可实现有效分离,重现性较好,迁移时间RSD〈4%,峰面积的RSD〈5%;在10~200μg/L范围内3种铅化合物线性较好,相关系数大于0.90;Pb（Ⅱ）、TML和TEL的CE-ICP-MS检出限（3S/N,以Pb计）分别为0.091,0.023和0.030μg/L;采用分步提取海藻中Pb元素,提取率高达80%以上,以藻体为基底Pb（Ⅱ）,TML和TEL回收率分别为103.6%,95.7%和90.6%;通过检测紫菜和海带中铅含量,结果显示藻体内Pb主要以Pb（Ⅱ）形式存在。本方法具有简单、高效、样品消耗量少等优点,可为海藻及其它海产品的质量控制提供技术支撑。

南海中南部水域海水中重金属的分布特征

2010年秋季对我国南海部分海域进行调查,按照采样标准规范采集了16个站位不同水层的海水样品,采用附有ISIS进样系统的电感耦合等离子体质谱法直接测定了海水中痕量重金属Cr、Cu、Zn、As、Cd及Pb元素含量,考察了重金属在南海海水中分布状况;同时测定了海水样品的盐度、温度、pH、溶解有机碳(DOC)及溶解氧(DO),分析各项参数垂直分布变化规律及其与重金属的分布变化相关性。结果表明,南海海水中重金属含量较低,变化范围较小,除部分站位Pb元素外,重金属含量低于国家一类海水水质标准,不同站位间所有重金属总和分布没有明显差异性;重金属元素间分布变化趋势存在一定的相关性;盐度、温度、pH、DOC、DO与重金属分布变化存在着比较显著的相关性规律。

印度洋热液区贻贝及栖息沉积物中金属元素的特征分析

本研究采集了印度洋热液区贻贝生物及其栖息沉积物样品,分析了生物体及沉积物中常见微量元素及稀土元素的含量与分布特征,研究了生物体与沉积物金属元素的相关性,以及稀土元素的生态化学特征等。结果表明:印度洋热液区沉积物中常见微量金属主要为Fe(96.62 mg/kg)、Mn(1.143 mg/kg)和Zn(322.6μg/kg),微量元素归一化计算得Fe含量比值高达98.15%,可获悉该热液区沉积物主要为铁矿类物质。深海贻贝中微量元素及稀土元素的分布趋势与深海沉积物中元素分布存在较好的相关性,相关性系数分别为0.991与0.996,近海贻贝中金属元素的含量及分布与深海贻贝存在差异性。深海沉积物与贻贝中轻重稀土元素均呈现分馏现象,且贻贝中富集轻稀土比较显著;从稀土配分模式可知,沉积物与贻贝中的Eu与Gd均呈现异常现象,深海沉积物和深海贻贝中Eu异常现象较为显著。深海沉积物、贻贝及近海贻贝中δEu分别为9.50、10.68和0.23,而δCe分别为2.21、2.71和4.38,表明近海贻贝中稀土元素富集来源与深海贻贝存在差异性,深海沉积物与深海贻贝稀土元素具有同源性。

热带海洋生物稀土元素生态化学特征分析研究

于中国南海南沙海域采集了30种鱼类、5种贝类和4种甲壳类热带海洋生物,以HNO3-H2O2为消解体系,利用微波消解进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱测定了生物体中稀土元素(Rare earth elements,REE)的含量,分析了稀土元素的生态化学特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,准确度高和精密度较好,相对标准偏差(RSD,n=3)<5.0%,各稀土元素回收率在91.5%~106.7%之间。鱼类、贝类和甲壳类生物样品中稀土总量(∑REE)变化范围分别为5.02~34.8μg/kg,30.4~1481μg/kg和103~863μg/kg,3类生物对各稀土元素的富集平均含量为甲壳类>贝类>鱼类,14种稀土元素在鱼类/贝类/甲壳类内含量存在明显正相关性(r>0.80);生物体内轻稀土元素(La^Eu)含量高于重稀土元素(Gd^Lu)含量,从稀土配分模式看出,鱼类/贝类/甲壳类中REE分布模式基本一致,Gd均出现负异常,轻重稀土元素之间有明显的分馏;生物体中δEu值出现负异常,δEu值与相应海域沉积物中δEu值相近,而δCe值出现正异常;同时研究了稀土元素在生物体中的富集和沉积物沉降过程中相关性等。本研究得出的关于热带海洋鱼类/贝类/甲壳类稀土元素的含量和分配规律,可为研究南海水体环境中稀土元素的含量水平和迁移富集提供基础资料。

海藻中类金属硫蛋白的分离表征及对Zn,Cu的诱导响应

以海带为试验载体,利用葡聚糖凝胶柱,建立了海藻中类金属硫蛋白(MT-like)的分离、提取纯化技术;采用紫外分光光度法比对类金属硫蛋白与兔肝Zn-MTs的紫外吸收,并用凝胶电泳法对其分子量范围进行表征,同时利用质谱法精确测定其分子量;并在ZnCl2,CuCl2,ZnCl2+CuCl2不同条件下胁迫培养藻体,考察了海带对重金属的富集能力,探索藻体中MT-like对Zn及Cu元素的诱导响应。结果显示,MT-like与兔肝Zn-MTs在294 nm处有相似的紫外吸收峰,在SDS-PAGE凝胶电泳图上显像类似,分子量范围相近,经电喷雾离子源质谱测定该蛋白质的分子量约为6.5 ku。另外,海带对重金属的富集能力较强,对Zn元素的富集能力明显高于Cu元素;Zn2+对藻体MT-like的产生有促进作用,而MT-like随着Cu2+诱导时间的增长先增加后降低,且Cu2+对Zn2+诱导存在拮抗效应。

蒸气发生-电感耦合等离子体质谱法测定碘

建立了一种在线化学蒸气发生-电感耦合等离子体质谱测定碘的方法。利用碘负离子的还原性,采用氧化还原手段,将碘负离子氧化为碘单质;然后通过碘单质的易挥发特点,将碘蒸气直接导入等离子体。该方法可以提高传输效率,改善样品利用率,使检测灵敏度得到极大的提高。方法的检出限为0.22μg/L,样品加标回收率在87.4%-97.75%之间,RSD（n=11）在3%以内。实验中预先将正5价碘还原成碘负离子,然后加入氧化剂将碘负离子氧化成碘单质进行检测;对碘的形态化学蒸气发生法进行了尝试。

荧光标记-高效液相色谱测定多肽(PC2～PC6)的研究

基于多肽（Polypeptides PC2~PC6）中富有巯基（-SH）官能团,其与单溴二胺（Monobromobimanes mBBr）能够发生缩合反应,生成具有荧光信号的多肽衍生物;通过优化色谱分离条件,建立了高效液相色谱（荧光检测器）测定多肽的方法;试验中利用质谱鉴定了PCs与mBBr缩合反应的比例关系。结果显示,通过比较PCs标记前后化合物的质谱图,PCs与mBBr反应比例关系为1∶1,稳定性好;高效液相色谱-荧光法测定多肽化合物,五种化合物间分离度较好,出峰时间集中在16.6~22.0min间;PC2,PC3,PC4,PC5和PC6线性相关性系数〉0.999 1,方法定量限分别为0.3,0.05,0.3,0.5和0.8 mg·L-1,回收率范围为83.0%~102.0%;重线性较好,RSD〈2.0%,该方法实现了多肽类化合物快速、准确定量分析。

基于准确质量数对肽族[γ-(Glu-Cys)_n-Gly]色谱-质谱分析研究

基于多肽γ-（Glu-Cys）n-Gly系列化合物合成的递增规律性,利用Trap-MS离子筛选功能实现多肽的定性定量分析。首先利用多肽分子中巯基与单溴二胺（mBBr）发生缩合反应,生成具有荧光信号的多肽衍生物,比较衍生化前后分子量发现多肽与mBBr的反应比例为1∶1,荧光信号强度1周内稳定性较好。优化了色谱分离及质谱条件,建立了HPLC-Trap-MS定性定量分析方法,离子提取结果显示：多肽化合物基于其理论分子量定性分析准确快速,化合物分离效果明显,PC_2,PC_3,PC_4,PC_5和PC_6系列标准溶液的线性范围宽,相关系数（r）大于0.999,各化合物的方法检出限分别为0.13,0.02,0.17,0.39,0.82 mg/L,化合物的回收率为89.0%~99.5%;相对标准偏差（RSD）小于3.5%;多肽化合物的荧光标记和Trap-MS筛选可实现荧光与质谱双重检测器的定量分析,该方法可对多肽系列化合物进行快速、准确的测定。检测了Zn和Cd诱导后藻体中多肽的含量变化,结果显示藻体中的多肽对金属具有诱导响应,其中小分子肽变化相对明显,随着碳链的增加,多肽对重金属的诱导响应滞后。

原油中铅同位素的ICP-MS测定及其在油源鉴别中的应用

海洋溢油事件时有发生,探索基于铅同位素特征信息为指标的溢油鉴别技术,在海上溢油鉴别中有着十分重要的意义。本文利用极性较强的二氯甲烷溶解原油样品,分散均匀后在浓硝酸-双氧水氧化消解体系下微波消解,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定原油中铅的含量及铅同位素比值(208Pb/206Pb、208Pb/204Pb及208Pb/207Pb),建立了基于铅同位素为特征信息的一种新的油源鉴别辅助技术。实验优化了ICP-MS工作参数,并利用铅标准溶液对同位素积分时间进行优化,提高同位素测定的精密度。结果表明,原油中铅元素测定方法的准确度较高,不确定度<5%,重现性较好,相对标准偏差小于2%(n=3)。该方法应用于测定渤海、南海及国外不同来源的原油样品,分析结果显示不同地区原油中铅元素含量的差异性较大,浓度范围为37.99～1213.00μg/kg。考察了铅同位素比值信息,以208Pb/207Pb与208Pb/206Pb为变量,能够对不同区域原油样品进行分类,我国南海原油样品与其他油源的原油样品差异性明显。本文建立的油源鉴别技术能为油源的初步筛选提供一定的辅助作用。

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱测定MT-like的研究

采用高压凝胶柱实现了类金属硫蛋白粗提液的分离纯化,且基于蛋白的紫外吸收及与其结合的金属元素的信号,建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定类金属硫蛋白的方法;流动相为20mmol/L Tris-醋酸缓冲溶液(pH 7.5),流速为0.5 mL/min。实验考察了牛血清蛋白、兔肝Zn-Metallothionein(Zn-MTs)组分的在线分离效果及Zn-MTs分离的重现性,研究了紫外及ICP-MS测定蛋白的线性、检出限及相关性;发现Zn-MTs组分分离重现性较好,RSD(n=6)小于5%,Zn-MTs中紫外吸收与Zn信号具有较好的量值关系,线性相关系数为0.999 5,且基于Zn的信号值测定蛋白的检出限较低。

非放射性碘标记-电感耦合等离子体质谱用于免疫分析研究

研究了非放射性碘标记-电感耦合等离子体质谱免疫分析体系,该体系以兔抗大肠杆菌作为模型抗原,羊抗兔IgG蛋白为抗体,建立了一种新的免疫分析方法。实验中采用溴代琥珀酰胺(NBS)为氧化剂,实现非放射性127I标记羊抗兔IgG蛋白,探索了标记的最佳条件,标记率为63.12%;标记物在Sephadex G50柱上分离纯化后,研究了I-羊抗兔蛋白的稳定性,结果表明,标记物在4℃放置96 h后几乎没有碘脱落,并保持一定的活性。实验中采用聚苯乙烯96孔板作为固相载体进行免疫反应,以电感耦合等离子体质谱为检测手段,方法的检出限为0.12 mg.L-1,RSD(n=9)为3%;该体系也可适用于其他活性蛋白、核酸等的标记和分析。

海洋中微塑料的来源、分布及生态环境影响研究进展

微塑料(粒径<5mm的塑料)作为海洋环境中一类新型污染物正受到越来越多的关注。我们从微塑料来源、分布和生态影响等方面总结分析了近年来海洋微塑料研究的进展。结果表明,海洋中的微塑料主要来源于在阳光、风浪和海流等作用下的海上塑料垃圾的分解,陆源塑料垃圾输入、海上船只塑料垃圾的丢弃、水产养殖业漂浮装置的废弃等是海洋中塑料垃圾的主要来源。海洋微塑料分布呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的存在,已有研究表明深海是微塑料的主要汇集区。微塑料不但会影响藻类的光合作用,还会影响一些海洋生物的产卵量和繁殖能力,甚至会引起某些海洋生物的营养不良甚至死亡;微塑料自身含有和表面富集的污染物会在水动力作用下影响污染物的全球分布并对海洋生物产生复合毒性影响。为减少海洋塑料垃圾,控制海洋微塑料污染并为污染防治提供支撑,保护海洋环境安全和人类健康,今后的研究方向将主要包括:不同粒径微塑料的快速分离和在线鉴别方法的建立;水动力对微塑料全球迁移变化的影响;微塑料复合毒性对海洋生态环境的污染效应及机制;管理和技术体系以及相关政策法规的制定等。

胶州湾表层沉积物重金属污染分布特征及其生态风险评价

根据2009年对胶州湾东岸表层沉积物中重金属调查结果,对重金属含量分布及富集特征进行分析,并采用潜在生态危害指数(RI)法对其生态危害程度进行评价。结果表明,胶州湾东岸表层沉积物中的重金属含量,除7月的Cu、Cr平均含量略低于12月外,其他重金属(Cd、Zn、Pb、As)平均含量7月均高于12月。在表层沉积物中Cd的污染程度最高,7月平均污染指数达1.68。单个重金属潜在生态危害系数(Eir)表明,Cd的Eir大于其他重金属的Eir,其他重金属的Eir均小于轻微危害程度的划分标准,表明对胶州湾东岸生态环境具有潜在影响的重金属主要是Cd,从多个重金属的RI均值看,均小于150,属于轻微生态危害。

基于核苷类化合物HILIC-ESI-TOF/MS分析的海洋动物药指纹图谱方法

探讨了核苷类化合物指纹图谱用于不同海洋动物药真伪鉴别的可行性,为贵重动物药的鉴别提供了一种新方法.采用亲水色谱-电喷雾飞行时间质谱(HILIC-ESI-TOF/MS)对不同海洋动物药中的16种核苷类化合物进行分析,构建了基于16种核苷类化合物的特征指纹图谱,结合相似度分析和聚类分析,用于不同海洋动物药的鉴别.结果表明,基于核苷类化合物HILIC-ESI-TOF/MS分析的指纹图谱能反映不同海洋动物药各自的固有特征,结合相似度分析和聚类分析可实现对不同海洋动物药的正确区分.说明核苷类化合物指纹图谱有望成为动物药鉴别的新方法.

电感耦合等离子体质谱法测定井间示踪剂中稀土元素

以甲醇为稀释剂,用电感耦合等离子体质谱法快速测定稀土示踪剂中17个稀土元素。研究表明,在优化的稀释剂甲醇浓度为2%（体积分数）、pH〈2.47的条件下测定稀土元素,方法精密度（RSD）为1.23%～2.83%,日间6次测定的精密度为2.25%～4.76%,各稀土元素线性关系良好,检出限为2.0～9.0 ng/L;17个稀土元素的加标回收率为85%～108%,满足痕量元素分析要求。

原油中微量金属元素的测定及聚类分析

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了国内外18种原油样品中V、Ni、Cu等13种微量金属元素的含量。结果显示,方法的线性关系良好,相关系数r≥0.9995,相对标准偏差(RSD)<5.0%,方法加标回收率为95.2%～116.2%。不同原油样品以Ni/V数值为聚类变量进行聚类分析,结果发现,国外与国内以及国内不同地区原油样品具有明显差异性。

普里兹湾沉积物中稀土元素的测定及其配分模式分析

以HNO3-H2O2-HF为消解体系,采用微波法对沉积物样品进行消解处理,利用电感耦合等离子质谱法测定了普里兹湾(Prydz Bay)沉积物中Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm等16种稀土元素(rare earth elements,REEs)的含量,并进行了配分模式分析。从普里兹湾沉积物样品的分析数据和球粒陨石标准化配分模式可以看出:稀土总量(∑REEs)变化范围为117.35～348.63μg.g-1,其中Ce含量较高,在总量中占了很大比例;各站位平均值为196.75μg.g-1,总量最大值是最小值的2.97倍;各个站位稀土元素分布模式基本一致,轻重稀土元素之间有明显的分馏。该方法表明:各元素的线性关系良好,相关系数≥0.999 7;相对标准偏差(RSD)<5.0%,相对误差<10.0%;除了Sc的检出限稍高,其他元素的检出限均能达到ng.L-1。因此,该方法适用于沉积物中稀土元素的定量分析。