基于MC-ICP-MS的稳定铜同位素分析在环境健康研究中的应用进展

铜(Cu)是人体内重要的微量金属元素之一,在许多生命过程中扮演着重要角色;同时,铜在人体内受到严格调控,其稳态与人体生理状态密切相关,许多疾病的发生往往伴随着铜代谢失衡的现象。通过监测铜稳态的细微变化,可以更精准地发现导致人体生理异常变化的因素,特别是环境因素对疾病发生及发展的影响。因此,稳定铜同位素分析在环境健康研究中具有广泛的应用前景。多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是一种强大的同位素分析质谱方法,具有适用范围广、分析精度高等优点,有效促进了铜同位素分析的发展。本文综述了非传统稳定同位素分馏机理及基于MC-ICP-MS的铜同位素分析方法,总结了铜同位素分析在环境健康研究中的主要应用,并对其前景进行展望。

同位素稀释电感耦合等离子体质谱(ID-ICP-MS)测定植物与人发标准物质中的铅

建立了同位素稀释电感耦合等离子体质谱 (ID-ICP-MS)测定铅的方法 .考察和讨论了仪器参数对同位素比值测定的影响 ,优化了仪器的数据采样参数 .利用内标 Tl对质量歧视、系统漂移进行了校正 .讨论了同位素浓缩剂加入量对最终浓度测定值的不确定度的影响 .将该方法应用于植物标准物质和人发标准物质的测定 。

ID-ICP-MS测定高纯石英中微量铀的方法研究

采用一种脉冲增压微色谱柱 ,阴离子交换树脂 ,分离富集高纯石英中的微量铀 ,分离效果好 ,本底低。样品处理用低温密封闷罐酸溶。同位素稀释电感耦合等离子体质谱 (ID ICP MS)测定高纯石英中的微量铀 ,方法检出限低 :0 .1ng/ g (3σ ,n =10 ) ,分析速度快 。

阳离子交换色谱分离ID-ICP-MS测量铀中痕量硼

文中概述了铀中硼的分析方法 ,研究了阳离子交换色谱分离同位素稀释电感耦合等离子体质谱法 ( ID-ICP-MS)测量铀中硼的方法 ,对样品溶解方法、仪器参数、记忆效应、分离方法和洗脱液等进行了研究和优化选择。GBW0 4 2 0 4铀中硼标准物质的平均测量结果为 0 .5 4 μg/g U3O8,与参考值 0 .5 0 μg/g

全自动蒸馏前处理-ID/GC-ICP-MS测定海水中痕量甲基汞

建立了基于自动蒸馏前处理,气相色谱-电感耦合等离子质谱联用(GC-ICP-MS),同位素稀释法(ID)测定海水中痕量甲基汞的分析方法。结果表明,自动蒸馏仪在45 min内即可完成海水样品的蒸馏,采用Br Cl溶液能有效消除蒸馏管路中甲基汞的残留,降低实验空白;同位素稀释剂的添加量对甲基汞的测定结果无明显影响,样品中总汞质量浓度低于1. 0μg·L^(-1)时,因操作产生的甲基汞量可忽略不计。海水中甲基汞的加标回收率为98. 2%~122%,天然海水及加标海水中甲基汞的相对标准偏差(RSD)分别为16%和5. 4%,方法检出限为0. 009 ng·L^(-1)。以大连湾表层海水为实际样品,测得水样中甲基汞的质量浓度的平均值为(0. 103±0. 036) ng·L^(-1),方法可满足近岸海水中痕量甲基汞的分析要求。

ICP-MS测定5种中药注射液中重金属及有害元素

建立电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定复方蒲公英注射液、野菊花注射液、肿节风注射液、白花蛇舌草注射液和夏天无注射液中铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)和汞(Hg)5种重金属及有害元素含量的方法。样品用2%硝酸(V/V)直接稀释,以72Ge、115In、185 Re为内标,采用ICP-MS测定溶液中元素含量。方法学验证表明:Cu、As、Cd、Pb在0.5~50μg/L和Hg在0.5~10μg/L的质量浓度范围内线性关系良好(r2>0.999);低、中、高3种浓度水平,复方蒲公英注射液、夏天无注射液、肿节风注射液、野菊花注射液、白花蛇舌草注射液中5种元素的平均回收率(n=3)分别为90.7%~121.2%、83.4%~119.9%、90.8%~116.3%、86.4%~109.0%、85.0%~118.0%,重复性RSD(n=3)分别为1.4%~9.8%、0.2%~6.7%、0.4%~7.4%、0.6%~10.0%、0.1%~11.1%;5种注射液中Cu、As、Cd、Pb、Hg的LOQ分别为0.0021 mg/L、0.0016 mg/L、0.00056 mg/L、0.0018 mg/L、0.0017 mg/L,满足方法学验证的要求。各3批次实际中药注射液样品的测试结果表明,5种元素含量均小于限量值,说明其安全风险较小。方法操作简便、快速、灵敏度高、准确度好,适合5种注射液中的Cu、As、Cd、Pb、Hg等有害元素含量的测定,为其他中药注射液中元素杂质分析方法的建立提供参考。

MC-ICP-MS测定铀系定年标样的^230Th年龄

本研究利用Neptune Plus型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了U和Th标准溶液的同位素比值及U系定年标样的^(230)Th年龄。结果显示:CRM 112A和Harwell Uraninite-1(HU-1)的234 U/238 U原子比值分别为(52.860±0.042)×10^(-6)(δ234 U=(-38.36±0.77)‰,n=17)和(54.911±0.007)×10-6(δ234 U=(-1.04±0.13)‰,n=27),实验数据在2σ不确定范围内与国际同类实验室一致;NBS Th标准,0.6pg ^(230)Th测试精度优于3‰;5个碳酸盐标准样品76001、GBW04412、RKM-6、RKM-5和RKM-4的230 Th年龄分别为(47 520±220)y、(86 880±340)y、(130 830±550)y、(129 380±480)y和(197 970±1 590)y,与美国明尼苏达大学、西安交通大学同类实验室测定的数据具有良好的重复性。上述数据表明,本实验建立的MC-ICP-MS法230 Th定年技术可应用于中晚更新世以来碳酸盐的U-Th定年与示踪研究。

TOPO萃取色层分离-ICP-MS法测定土壤中痕量铀的同位素丰度比

为了测定土壤中痕量铀的同位素丰度比,对TOPO萃取色层分离环境样品中U的方法进行了探讨。通过对色层柱体积、吸附酸度、洗涤酸度,以及不同洗脱剂的条件实验,确定了分离流程。获得U的全程回收率为(98.1±1 5)%,对土壤样品中基体元素的去污因子为1 4×103～1 8×105。通过对不同丰度铀同位素标样的测量,确定了ICP MS测量铀同位素的质量偏倚系数。采用了扫描和跳峰两种数据采集方式,获得235U/238U的相对标准偏差优于1%,234U/235U,236U/235U,234U/238U和236U/238U的相对标准偏差优于5%。两种方式测量实际样品的结果吻合。

ICP-MS技术测定贫铀在土壤中的含量及分布

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术,对某铀模拟试验舱周围的土壤进行了土壤铀浓度和铀同位素比值的测定。采集试验舱周围不同距离和不同深度土样,测量其中铀浓度以及铀同位素比值。监测结果显示,试验舱周围50 m内为贫铀(DU)污染的主要影响区域,DU垂直迁移深度可达25 cm。另外,试验结果显示ICP-MS技术可以快速测定贫铀浓度及其同位素比值,从而有助于确定污染源项。

ICP-MS测定土壤中铅同位素比值及地域差异性比较

建立用HNO3-H2O2-HF体系微波消解前处理样品,利用电感耦合等离子体质谱测定土壤中铅同位素比值的方法,探讨并优化了影响测试结果的两种干扰因素。该方法中207Pb/206Pb和208Pb/206Pb的短期测量稳定性RSD分别达到0.12%和0.13%,长期测量的偏差分别在0.002和0.01以内,样品测量的最佳范围是10～40μg/L。采用标样-样品交叉法测定了湖南、湖北、云南、贵州、河南、福建、辽宁7个省的48个地区土壤中的铅同位素比值,结合聚类分析和主成分分析比较了各省土壤中同位素分布的差异,初步探讨了利用207Pb/206Pb和208Pb/206Pb比较烟叶产区的可能性。

基于LA-(MC)-ICP-MS的矿物原位微区同位素分析技术及其应用

近年来,激光剥蚀技术与单接收或多接收电感耦合等离子体质谱法联用(LA-(MC)-ICP-MS)得到了广泛应用,实现了由激光剥蚀系统对固体岩矿样品微区采样后产生的气溶胶输送至电感耦合等离子体质谱的同位素分析,具有原位、实时、快速的分析优势及高空间分辨率、高灵敏度、多元素及其同位素比值同时测定的优点。本文介绍了本实验室近年来开展和建立的基于LA-(MC)-ICP-MS的一系列矿物微区原位同位素分析方法,主要有含硼矿物(如电气石、白云母)的硼同位素组成、碳酸盐矿物的碳同位素组成、硫化物和硫酸盐矿物的硫同位素组成、含锶矿物(如磷灰石)的锶同位素组成、锆石的铪同位素组成,以及锡石、黑钨矿、独居石、榍石和石榴子石等矿物的U-Pb定年分析方法。

痕量镎和钚的ICP-MS分析方法

经TOA萃取色层柱分离环境样品,2次上柱,将Np和Pu同时洗脱,239Pu的化学回收率为(92.7±3.1)%,237Np为(96.8±2.7)%,实现了ICP-MS同时测定痕量Np和Pu的含量。应用稀释剂242Pu,通过同位素稀释ICP-MS法测量痕量239Pu和240Pu的含量,用IAEA标样对方法进行验证,Pu的测定值与标样的推荐值吻合较好(标样中无Np的标准值),证明了ICP-MS同时测定痕量Np和Pu的可行性。

烟叶中Pb同位素比值的ICP-MS测定及地域差异比较

采用HNO3-H2O2体系微波消解、电感耦合等离子体质谱和标样-样品交叉法测定了国内10省100个地区100个B1F烟叶样品中的Pb同位素比值。结果表明:①207Pb/206Pb和208Pb/206Pb比值的短期测量稳定性的相对标准偏差分别为0.08%和0.09%,样品测量的最佳浓度范围是10～50μg/L;②同一省区烟叶样品的207Pb/206Pb和208Pb/206Pb分布相对集中,不同省区烟叶样品的207Pb/206Pb和208Pb/206Pb则差别明显。烟叶样品的207Pb/206Pb和208Pb/206Pb可用来比较其地域性差异。

MC-ICP-MS测量铀中低丰度铀同位素比值

高精密度地测量铀材料中的铀同位素组成信息,特别是低丰度铀同位素234U和236U,是核取证研究的重要内容。本研究采用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测量铀同位素比值,将两种黄饼样品的酸消解液制备成238U浓度约21000ng/g和180ng/g的待测样品,采用外标标准化法和标准样品交叉法校正质量分馏效应,MC-ICP-MS对238U浓度约180ng/g的样品中235U/238U测量的相对实验标准偏差可低于0.014%。为降低超档离子流信号对低丰度铀同位素分析的影响,建立了法拉第杯接地方法,使轰击到法拉第杯上的238U^+产生的电流在到达前置放大器之前被引入大地,该方法对238U浓度约21000ng/g的样品中234U/235U测量的相对实验标准偏差可低于0.020%,对浓缩铀GBW04234和GBW04238中236U/235U测量的相对实验标准偏差小于0.11%,测量结果与参考值在不确定度范围内一致。该方法的精密度较高、结果准确,可识别铀同位素组成存在一定差异的核材料,为核取证和核保障监督提供技术支持。

色谱与MC-ICP-MS联用在线同位素分析的研究进展

近年来,随着多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的发展,金属同位素分析逐渐成为研究金属元素循环,深入了解其迁移转化及开展污染溯源与示踪的有效工具,日益引起了人们的广泛关注。在线同位素分析方法可以简化处理流程,更快速有效地获取同位素信息,逐渐引起了研究者的兴趣;另一方面,不同的金属和非金属以各种不同的化学形态存在于环境中,开发新型的元素及其形态同位素在线分析方法,准确获取形态同位素的组成信息可为深入研究元素循环、了解各种化学和生物反应过程等方面提供更丰富的信息,近年来也取得了显著进展。该文回顾了2000年以来色谱与MC-ICP-MS联用在线同位素分析的主要工作,重点对影响色谱与MC-ICP-MS联用在线同位素分析时的瞬态信号处理方式和质量歧视校正方法进行了讨论和总结。最后,从地球化学、环境和生物研究等方面对其应用进行了概述,并对色谱联用同位素分析的发展进行了展望。

MC-ICP-MS两步静态法测量U-Th同位素

本研究建立了多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)两步静态法测量U-Th同位素的分析步骤和数据处理流程。对于U同位素,第一步用二次电子倍增器(SEM)测量^234U,同时用法拉第杯测量^233U、^235U、^236U和^238U;第二步用SEM测量^236U,同时用法拉第杯接收^233U、^234U、^235U和^238U。对于Th同位素,第一步用SEM测量^229Th;第二步用SEM测量^230Th,同时用法拉第杯接收^229Th和^232Th。U和Th的测量均通过两个步骤的多次循环采集同位素数据。该方法的关键在于采用SEM与法拉第杯测量的^236USEM/^233UFC比值(经过质量歧视校正)与^236U/^233U真值的比较以校正SEM与法拉第杯的相对增益。本研究采用两步静态法重复分析了U同位素的国际标准样品Harwell uraninite(HU-1)。测量结果表明,HU-1的δ^234U平均值为(-0.48±1.92)‰,误差为单次测量结果的标准偏差(±2σ,n=55)。该结果与国内外不同实验室发表的数据在误差范围内一致。此外,本研究将两步静态测试法与SEM跳峰扫描法分别用于分析次生碳酸盐岩实验室标准样品的U-Th同位素和^230Th/U年代(SB-530、SB-8600、SB-108K、SB-240K、SB-335K和SB-435K)。对比实验结果表明,MC-ICP-MS两步静态法测量U-Th同位素行之有效,^234U/^238U和^230Th/^238U比值的分析精度可分别达到1‰~2‰和1‰~3‰,然而该方法的可靠性还需要更多国际标准样品的检验。

基于电感耦合等离子体质谱的大气细颗粒物的多维表征研究进展

大气细颗粒物(PM_(2.5))作为影响全球人群健康的主要污染物之一,在环境中高度动态且其化学组成、形貌特征及来源非常复杂。对复杂环境基质中PM_(2.5)关键组分的实时分析、粒径表征、精准溯源及原位识别等多维表征一直存在严峻的方法学挑战。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术具有高灵敏度、高通量、线性范围宽等优势,是分析PM_(2.5)的有力工具。近年来,ICP-MS技术在进样系统、碰撞反应池技术、单颗粒分析、多接收器检测技术、激光剥蚀联用技术等方面取得了快速发展,实现了对PM_(2.5)中关键组分的实时和原位分析,并能够对其粒径、数量和同位素指纹进行准确识别。为此,该研究综述了近年来ICP-MS技术在PM_(2.5)多维分析中的最新应用进展,总结了相应的原理及注意事项,并针对未来的研究进行了展望。为丰富PM_(2.5)溯源、转化及健康风险研究提供了参考。

锶同位素地层学新方法探究

锶同位素地层学(Strontium Isotope Stratigraphy,简称SIS)是建立海相沉积岩层年代模型的一种重要方法。该方法在油气勘探、古气候重建等领域有着广泛的应用。应用SIS的前提是:(1)全球海水锶同位素成分相对均一且随时间推移逐渐变化;(2)样品的锶同位素代表样品形成时原始海水的成分。但是,后期成岩蚀变以及样品表面吸附的杂质会改变样品的锶同位素组成,从而造成无意义的SIS年龄。因此,样品选择与前处理至关重要。文章全面总结了已有的海相碳酸盐岩锶同位素地层学的测试方法,包括样品前处理和锶同位素测试。近年来,为了精准地提取古海洋成分信息,多项应用碳酸盐钕、铅和锂同位素的研究对样品前处理流程进行了深入的探讨。结合这些领域的新发展,作者全面地研究了一个具有独立年龄限制的采集于埃及苏黎世海湾浅海中新世沉积地层中的牡蛎化石样品,根据淋洗溶液中的元素含量变化,推荐一套新的碳酸盐样品前处理流程。文章同时也总结和比较了使用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICPMS)测试的锶同位素的准确度和精度。尽管对于锶含量较高的样品,新一代MC-ICP-MS能够达到与老一代TIMS相似的精度,但是对于含量较低或者对精度要求较高的样品,TIMS仍然是SIS研究的首选。最后,作者对使用MC-ICP-MS开展锶同位素地层学提出一些建议。

ICP-QQQ-MS法分析婴幼儿谷物辅助食品中镉含量的干扰及其校正

建立三重串联四极杆电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma triple quadrupole mass spectrometry,ICP-QQQ-MS)法测定婴幼儿谷物辅助食品中镉(Cd)含量的方法。研究单四极杆氦气碰撞模式(SQ-He)、串联四极杆氦气碰撞模式(QQQ-He)、串联四极杆氧气反应模式(QQQ-O_(2))3种碰撞/反应模式下质谱测量中存在的各类干扰,并进行逐一分析、消除。结果显示,抗基体、抗氧化物和多原子离子干扰能力均为QQQ-O_(2)>QQQ-He>SQ-He,采用QQQ-O_(2)模式联合标准加入法可获得更为准确的干扰消除效果。通过引入干扰校正方程,有效解决由于同量异位素锡(Sn)干扰导致的Cd同位素丰度比与天然丰度比不一致问题。QQQ-O_(2)模式下同位素稀释质谱法与标准加入法测量Cd的结果等效一致,证明婴幼儿谷物辅助食品中Cd测量时受到的基体效应和质谱干扰被有效消除。所建方法为使用ICP-QQQ-MS准确测定复杂基体样品中Cd提供重要参考。

多接收电感耦合等离子体质谱测定氙同位素比值研究

核爆炸产生的氙(Xe)同位素是全面禁止核试验条约的重要监测对象。该文建立了大气气溶胶中Xe同位素比值的多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)分析方法。通过研发Xe的富集纯化平台,使用高纯氩气(99.999%)为载体,有效降低了大气气溶胶中残留颗粒物和有机物对质谱测量的影响。为提高信号稳定性,建立了MC-ICP-MS专用Xe气体进样系统,通过活性炭吸附质谱样品气的Xe、气体进样系统烘烤和抽真空2 h等措施,有效降低了记忆效应和系统本底,129Xe的本底信号强度从3.0×10-2 V降至小于2.7×10-3 V,Xe本底对样品比值测量的影响小于万分之一。采用标准样品交叉法校正质量分馏效应,在24 h内穿插测量7次Xe质控标样,Xe同位素比值测量精密度小于0.09%,对130Xe/131Xe和132Xe/131Xe测量精密度小于0.008%,测量结果与参考值在不确定度范围内一致。采用该方法有效鉴别了Xe同位素组成存在差异的实际样品。该文建立的Xe同位素比值的MC-ICP-MS测量技术精密度高,结果准确,可为Xe监测事件识别及溯源等研究提供可靠数据。