电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定闪长岩中的高场强元素

闪长岩中高场强元素主要赋存在难溶的矿物(角闪石、锆石等)中。采用常规的密闭酸溶法导致高场强元素特别是锆、铪元素溶出率偏低。针对这一问题,根据高场强元素的赋存状态,首先增加预消解过程,其次对溶解样品所需试剂添加量(氢氟酸、硝酸)以及消解时间设计了3因素3水平的正交实验,从而得到最佳试剂添加量为2 mL氢氟酸和1 mL的硝酸,消解时间为36 h,影响高场强元素溶出率的最主要因素是氢氟酸。以在最佳前处理实验方案下溶样,在所溶解完全的溶液介质中添加浓度为0.1%的盐酸(体积比),以保证高场强元素在溶液里的稳定性。建立的方法用于北山地区闪长岩样品分析,并与碱熔、X射线荧光光谱法测定值对比,分析结果具有良好的一致性,方法检出限0.004~2.5μg/g,相对标准偏差1.5%~8.4%,加标回收率93.0%~108%。实现了闪长岩中高场强元素的准确分析。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定陕西眉县猕猴桃矿物质含量及相关营养评价

为探究陕西眉县所产猕猴桃中矿物质含量及评价其相关营养价值。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对陕西眉县主产的徐香、翠香、红心、黄心四个品种猕猴桃中9种矿物质含量进行测定,并采用营养质量指数法(Index of nutritional quality,INQ)对矿物质元素进行营养评价,同时应用SPSS软件对9种矿物质和能量进行相关性分析。陕西眉县四个品种猕猴桃矿物质均以钾、磷、钙、镁四种元素为主,约占总矿物质的99.8%,四个品种中INQ均大于1的矿物质有钙、钾、镁、铜,其中钾的INQ最高在3.89~5.19。矿物总量最高的品种为翠香328 mg/100g,但营养质量指数最高的为徐香16.78(INQ_总)。通过相关性分析表明各元素间存在着不同程度的相关性,其中钾与能量的相关系数最高为0.982。猕猴桃是一种高钾低钠的优质食品,不同品种猕猴桃矿物质元素的营养价值差异明显,矿物质营养密度最高的为翠香,其次为红心、黄心、徐香,但从营养价值指数方面来看,徐香最高,翠香次之,红心和黄心猕猴桃矿物营养水平稍逊。

基于ICP-MS研究转炉钢渣微粉吸附镍和铅的动力学机理

随着工业化的发展,水体和土壤中的重金属污染日益严重。其中,重金属镍是一种常见的致敏性金属,会引起人体过敏发炎,甚至会引发癌症;血液中铅浓度的超标会危害人的神经系统、心血管系统和生殖系统,造成终身性的危害。因此,治理镍和铅重金属污染具有十分重要的意义。钢渣是炼钢过程中产生的一种副产物,其存在难以利用与附加值低的问题。同时加之管理制度的不健全,导致大量钢渣露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量造成严重影响。钢渣微粉具有比表面积大、多孔、化学活性高等特性,被广泛利用,可以成为吸附材料。本文以转炉钢渣微粉为研究对象,利用激光粒度仪、电感耦合等离子体质谱仪、比表面积与孔隙度吸附仪、X射线荧光光谱仪等测试转炉钢渣微粉的基本性质,重点研究转炉钢渣微粉添加量、重金属初始浓度、溶液pH和吸附时间对转炉钢渣微粉吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的效果,结合吸附动力学与吸附等温线理论揭示转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附作用机理,为处理镍、铅重金属污染和工业废水处理提供技术支持与理论依据。结果表明:当转炉钢渣微粉添加量大于12.5 g·L^(-1)、重金属初始浓度小于100 mg·L^(-1)、溶液pH大于3和吸附时间大于120 min时,转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附效果良好,即基本达到90%。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附速率由边界扩散和颗粒内扩散共同控制,吸附过程以化学吸附为主。转炉钢渣微粉的结构具有多孔性为物理吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)提供吸附空间,转炉钢渣微粉的化学成分不仅具有碱性与Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合产物,而且水化过程中CaO与SiO_(2)生成C—S—H凝胶,对Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合吸附与硅酸盐体系包裹。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)吸附可能存在多层吸附。吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的过程为优惠吸附,吸附容易进行,其理论最大吸附量分别为18.785和17.002 mg·g^(-1)。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定含碘附银硅胶样品中碘含量

附银硅胶可以吸附放射性碘,形成含碘的附银硅胶,是后处理厂中常用的碘废物吸附材料。含碘附银硅胶样品中碘含量的准确测定能够验证碘的吸附效率,为后处理过程提供数据支持。含碘附银硅胶样品中银离子和碘离子形成难溶的碘化银,在溶解过程中难以将碘化银中碘离子定量转化为可溶解的碘离子、碘单质或者碘酸根,因此含碘附银硅胶样品中碘含量的测试方法比较困难。通过查阅银化合物的溶度积常数,考虑掩蔽银离子对碘离子的影响,在实验中采用加入硫离子的方法,生成比碘化银更难溶的硫化银沉淀,从而消除银离子的干扰。置换出的碘离子能够在碱性溶液中稳定存在,因碘含量较高,可采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定其含量。实验过程中考察了硫化钠加入量、氨水浓度、超声时间等对结果的影响。结果表明,硫化钠加入量与样品中银的含量有关,需要加入过量的硫离子沉淀银离子,不同的氨水浓度影响碘的灵敏度,而超声时间对结果基本无影响,优化实验条件后得到方法的检出限为0.52 mg/g,分别测量两个不同含量的含碘附银硅胶样品,平均值(n=6)为34.8 mg/g和59.3 mg/g,相对标准偏差为2.7%和2.0%,加标回收率为95.0%~103%。方法能够满足含碘附银硅胶样品中碘含量的测定。

基于ICP-MS技术的六神曲中无机元素分析及其风险评估

对六神曲中无机元素进行分析并结合风险评估,为发酵类中药中有益元素的揭示、有害元素限量标准的制定提供依据。基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术,对不同来源六神曲中无机元素进行含量测定,结合多元统计分析,对无机元素的特征进行表征,并对其进行初步风险评估。结果表明:六神曲中无机元素整体趋势一致,对比相关标准产六神曲生品发现,Zn、Ba、Cu为主要差异元素;按部颁标准产六神曲生品与麸炒品差异明显,Zn、Tl、Cu为特征差异元素;Cu、Cr、As为按《浙江省中药炮制规范》产六神曲生品与炒焦品中主要差异元素。风险评估结果提示,六神曲中有害元素的风险较低。方法稳定可靠,不同制法、不同炮制品六神曲中元素分布特征呈现出一定的规律性与差异性,其中重金属及有害元素的风险基本可控。研究结果可为六神曲质量控制体系的完善及安全性评价提供参考。

孕期发生ICP的风险因素分析

目的分析妊娠期发生ICP的相关风险因素,对妊娠期发生ICP的风险进行早期预测。方法收集2018年5月至2023年5月上海市公共卫生临床中心收治的300例妊娠期肝内胆汁淤积症病例为ICP组,同期收治的300正常孕妇为对照组,临床病例资料完整,进行回顾性分析。结果ICP组孕妇的临床特征中年龄大于30岁、既往ICP病史、皮肤瘙痒、孕前BMI>24、妊娠期高血糖、甲状腺疾病、辅助生殖及多胎发生率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),以上临床特征指标是孕期发生ICP的风险因素。临床特征构建的列线图可以预测发生ICP的风险。Lasso-Logistic回归分析结果显示化验指标肝功能(ALT、TBIL)、血脂(TG)、凝血功能(FIB)是孕期发生ICP的风险因素(P<0.05)。以上化验指标绘制的ROC曲线对发生ICP的风险有较好的预测价值。结论孕妇的部分临床特征及化验指标(ALT、TBIL、TG及FIB)是孕期发生ICP的风险因素。

MC-ICP-MS高阻放大器校正偏移对同位素测试的影响——以汞同位素为例

增益(Gain)校正有助于消除MC-ICP-MS不同高阻放大器之间的阻值差异,进而提高同位素分析的精度和准确度,但有关Gain的偏移和校正频率对同位素测试的影响和作用原理还缺乏系统认识。本研究结合本实验室Neptune Plus MC-ICP-MS的Gain校正数据,以实际测试的汞同位素数据为例,评估了放大器Gain校正系数偏移对同位素测试的影响。结果显示,当测试标样和样品的校正系数偏移幅度一致时,汞同位素测试结果基本无变化;当偏移幅度存在明显差异且单一放大器校正系数的相对偏移幅度超过–0.070‰~0.058‰时,汞同位素的测试结果大于分析误差。Gain校正系数单日的相对变化幅度(–0.028‰~0.028‰)可保证汞同位素测试结果小于分析误差,但长期的偏移却会导致汞同位素变化远超分析误差。此外,仪器的硬件、温度和真空度等也是Gain校正系数变化的重要影响因素,因此建议定期维护仪器,并每日进行Gain校正,以保证测试结果的稳定和准确。

基于破乳诱导萃取和ICP-MS/MS分析渣油中的微量金属元素

基于破乳诱导萃取提出利用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定渣油中多种金属元素的新策略。渣油样品经二甲苯稀释降低黏度后采用质量分数6%的Triton X-114乳化,超声水浴破乳25 min,利用体积分数40%的盐酸萃取渣油中金属元素至水相,采用ICP-MS/MS测定其中10种金属元素Na、Mg、Al、Ca、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn的含量。详细评估了破乳诱导萃取条件对渣油中金属元素萃取效率的影响,在串联质谱(MS/MS)模式下,利用氦碰撞气或不同反应气消除了金属元素的质谱干扰,采用标准参考物质NIST SRM 1634c(燃油中的微量元素)验证了方法的准确性,以微波消解技术处理渣油样品并采用扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)进行对比分析验证了方法的可靠性。结果显示,金属元素在各自的含量范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数≥0.9997),检出限(LOD)为2.05~31.4 ng/L,NIST SRM 1634c的测定结果与标准参考物质提供的认证值及文献报道的参考值基本一致,置信度水平达到95%,ICP-MS/MS方法与SF-ICP-MS的对比分析结果无显著性差异。所建立的ICP-MS/MS方法操作简单,分析速率快,准确可靠性好,已用于渣油中多种金属元素的质量评价。

改进ICP算法的激光雷达点云配准

针对传统ICP算法在激光雷达目标点云配准中存在匹配时间长,以及受初值影响导致该算法应用在无人车SLAM技术中容易存在定位精度不高和稳健性较差的问题,本文提出了一种结合KD-tree算法的NDT-ICP算法。首先,通过Voxel Grid滤波对激光雷达获取的点云数据进行预处理,利用平面拟合参数的方法去除地面点云;然后,利用NDT算法进行点云粗匹配,缩短目标点云与待匹配点云距离;最后,通过KD-tree邻近搜索法提高对应点查找速度,并通过优化收敛阈值,完成ICP算法的精匹配。试验结果表明,本文提出的改进算法相比于NDT算法和ICP算法,在点云配准速度和精度上有明显提高,且在地图构建上精度和稳健性更好。

ICP-MS法测定锁阳药材与饮片中的5种金属元素

以硝酸-氢氟酸-高氯酸为消解体系对样品进行处理,采用ICP-MS法进行测定。结果表明:5种金属元素均在0~500μg/L浓度范围内线性关系良好(r2>0.999);检出限在0.0031~0.0720μg/L;低、中、高3种浓度水平,5种元素的平均回收率(n=3)在93.75%~105.0%之间,重复性RSD(n=6)在1.2%~3.4%之间。结果表明,锁阳饮片是矿质元素含量丰富的药品及功能保健食品,其中锁阳药材:Zn>Cu>Pb>Ni>Cr;锁阳饮片:Zn>Cu>Pb>Ni>Cr。可见锁阳经过炮制加工成饮片,其金属元素含量变化趋势与原药材具有一致性。通过研究甘肃道地药材锁阳的金属含量,发现锁阳药材经地道炮制后,由有害金属导致的健康风险等级降低,增强了中药临床使用的安全性,本研究为道地药材的风险等级评估提供了实验基础与研究思路。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定食品接触材料用着色剂中8种盐酸可溶物

为获得较好的方法准确度和稳定性,优化了取样质量、机械振荡频率、射频功率、雾化气流量等测试条件。采用电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)法同时测定食品接触用着色剂中8种盐酸可溶物(锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞和硒)。结果显示,8种元素方法检出限在0.02~0.2 mg/g,7次重复性相对标准偏差(RSD)为1.1%~3.0%。在加标回收实验(汞元素加标1、2和4 mg/kg,其余元素加标12、24和48 mg/kg)中,其回收率为93.8%~105%。10批次着色剂样品中,1批次样品铅元素溶出量超过GB 9685—2016限量值。方法适用于食品接触材料用着色剂中锑、砷、钡、镉、铅、汞和硒7种元素的测定,铬元素的测定可用作六价铬的筛查实验方法。

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定真空精炼镁合金物料中铁、铜、镍

真空精炼是目前镁金属提纯的重要工艺,工艺原料及真空精炼提纯镁金属过程残留物中Fe、Cu、Ni含量的准确测定对工艺参数的优化及调整具有重要的指导作用。传统测定方法中以邻二氮杂菲分光光度法、新亚铜灵分光光度法、丁二酮肟分光光度法测定三种元素含量,结果准确,但操作繁琐,周期较长,难以满足工业生产中高效、快速测定的需要,且方法中所需的有机萃取剂对环境污染较大。选择电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法测定真空蒸馏精炼镁合金物料中Fe、Cu、Ni,系统探究溶解酸、溶解温度、溶解时间对物料溶解和测定的影响,选择盐酸(1+1)和过氧化氢溶解体系,200℃加热条件下反应20 min为最佳消解镁合金原料条件;选择王水溶解体系,200℃加热条件下反应25 min为真空精炼残留物最佳溶解条件。并探讨ICP-AES测定过程中各元素的检出限和测定下限以及共存元素的干扰情况,建立了ICP-AES法测定真空精炼提纯镁合金物料的方法。测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为Fe 5.9%~11.5%、Cu 2.6%~11.8%、Ni 3.4%~11.5%,各元素加标回收率为Fe 96.4%~102%、Cu 101%~108%、Ni 103%~105%;按照建立的方法测定镁合金原料、真空精炼残留物中的铁、铜、镍,并与国家标准方法测定结果进行对比,结果相一致。实现了ICP-AES法快速、准确测定真空蒸馏精炼镁合金物料中铁、铜、镍含量,对及时、高效、准确评估真空精炼提纯镁工艺及产品具有重要意义。

基于ICP-MS/ICP-OES及主成分分析法研究不同产地芡实15种元素的差异

通过分析比较不同产地芡实15种矿质营养元素的差异,完善芡实品质评价和质量控制标准体系。将芡实微波消解后,分别用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定其Si、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Se、Mo及Na、Mg、P、K、Ca元素的含量,并进行主成分分析。结果显示:芡实药材中富含人体必须的常量元素和微量元素,其中Na、Mg、P、K、Ca 5种矿质营养元素的含量明显高于其他元素。主成分分析表明,前4个主成分的累计方差贡献率为80.456%,可作为芡实矿质营养元素的综合评价指标。安徽阜南、江苏洪泽、湖北洪湖的芡实位列主成分函数分析综合评分前三名。结论ICP-MS和ICP-OES相结合的检测方法能够很好地实现芡实药材的质量控制。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定地质样品中镉、铬、钨、钽和铌

地质样品成分复杂,各元素物理化学性质差异大,在有盐酸介质存在的情况下,敞口湿法一次消解容易出现易挥发元素Cd、Cr等测定结果不稳定,难溶元素W、Ta、Nb等消解不完全。以HNO_(3)-HF-HClO_(4)-H_(2)SO_(4)为消解体系,用电热板湿法重复消解样品,建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定地质样品中不同性质元素Cd、Cr、W、Ta、Nb的分析方法。通过优化仪器参数条件,选择带碰撞池He气模式(KED),以50 g/L酒石酸为测定介质,采用三通在线加入^(103)Rh和^(185)Re内标补偿基体效应和信号漂移,解决了难溶元素W、Ta、Nb结果偏低、易挥发元素Cd、Cr结果精密度较差的问题。方法用于国家一级标准物岩石、土壤、水系沉积物质验证,相对标准偏差(RSD)小于8%,准确度(△lgc)均≤0.05,其测定值与标准值一致,用实际样品进行加标回收实验,回收率在93.0%~109%,方法检出限均小于多目标区域地球化学调查规范(DZ/T 0258—2014)中规定。方法的分析流程较简单,结果准确、可靠,可满足测定大批量地质样品中Cd、Cr、W、Ta、Nb元素含量的要求。

适用于单个流体包裹体LA-ICP-MS分析的多元素流体包裹体标样合成及飞秒激光分析方法建立

单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在精准示踪成矿物质来源和精细刻画成矿过程方面具有独特优势,但目前流体包裹体标样的研究还较缺乏,制约了该分析方法的发展和应用。本文通过高温加热-淬火法,结合金刚石磨片打磨和HF酸蚀,在石英中合成了数量多、大小适中且多为规则状/椭圆状的适用于LA-ICP-MS分析的多元素(B、Na、K、Mn、Co、Rb、Sr、Mo、Cs、W)流体包裹体标样。合成的流体包裹体标样冰点相对标准偏差(RSD)小于2%,显示均一性很好。193 nm激光和飞秒激光对该标样进行对比分析,结果显示193 nm激光获得的元素含量相对误差绝大多数(>85%)在±20%以内,RSD变化在5%~17%之间,测试准确度和精度与国际同行实验室相当。飞秒激光获得的元素含量多数(>80%)相对误差在±30%以内,RSD变化在11%~25%之间,准确度和精度比193 nm激光略差,但与国际同行实验室相当甚至更优,表明飞秒激光分析方法是可行的。飞秒激光能够极大地提高流体包裹体分析成功率和效率,具有广泛的应用前景,值得开展深入研究。

右江盆地金、锑成矿过程:来自晴隆锑矿床和泥堡金矿床萤石LA-ICP-MS微量元素研究的制约

位于“滇-黔-桂”接壤处的右江盆地中发育大量的金、锑矿床,金、锑相互伴生,具共生分异特征。然而,金、锑之间的成矿联系和成矿过程异同仍需要进一步的研究工作。萤石作为热液矿床中广泛出现的脉石矿物,前人已经对其开展了大量的研究用于揭示矿床的形成过程。右江盆地中的晴隆锑矿床和泥堡金矿床具有相似的成矿时代以及围岩蚀变特征,是研究金、锑共生分异的理想对象。因此,本文选择晴隆锑矿床和泥堡金矿床中与成矿相关的萤石展开原位LA-ICP-MS微量元素研究,旨在揭示金、锑矿床成矿过程的差异。萤石矿物化学及阴极发光(CL)研究显示,晴隆锑矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为三个阶段,第一阶段稀土元素呈LREE富集HREE亏损的右倾特征,第二阶段呈“中稀土(MREE)”富集,第三阶段沉淀的萤石基本继承了第二阶段的稀土元素的配分特征,但ΣREE更低。整体上,随着成矿过程进行,三个阶段萤石ΣREE随着成矿过程逐渐下降,且均伴随Ce的负异常。泥堡金矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为两个阶段,第一阶段萤石稀土元素也呈右倾特征,第二阶段萤石呈MREE富集特征,整体上与晴隆萤石大致相似。不同阶段萤石Y/Ho、La/Ho、Tb/Ca和Tb/La图解显示,锑、金矿床中成矿早阶段和晚阶段萤石具有不同成因特征。其中,成矿早阶段萤石主要为热液充填成因,成矿晚阶段与水/岩反应密切相关,随着水/岩反应加剧,大量围岩组分进入流体形成晚阶段萤石。同时,这一过程导致成矿流体pH的逐渐升高和稀土元素总量的逐渐降低。综合分析认为,锑成矿流体为酸性流体,强烈的水/岩反应促使碳酸盐岩围岩溶解形成大量的萤石;同时成矿环境p H的增高和成矿流体温度的降低可能是导致辉锑矿大量沉淀的原因之一;而金成矿流体呈弱酸-中性特征,去碳酸岩化作用不彻底,形成少量萤石并伴生大量白云石,有利于大量含金黄铁矿的形成。通过对已有的锑矿床中辉锑矿及成矿阶段脉石矿物稀土元素研究数据统计发现,成矿阶段脉石矿物稀土元素呈MREE富集特征可能是大量辉锑矿对轻稀土元素(La)的富集作用所导致的。

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLas HD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪,建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法,对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中,获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60),在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2)Ma(ZK7922-b1,用锆石91500校正,MSWD=1.8,N=42);在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7)Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma(PT-b1样品,用锆石91500校正,MSWD=1.6,N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外,其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明,利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏,获得的下交点年龄一致,206Pb/238U年龄的加权平均值也一致,说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小,在缺乏石榴子石标样时,可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力,认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景,具有重要的理论指导和实际应用意义。

基于LA-ICP-MS表面原位分析技术测定热电离质谱仪灯丝支架上铀的沉积分布

热电离质谱法(Thermal ionization mass spectrometry,简称TIMS)是一种测量同位素丰度比的经典分析方法,在地质学和核工业领域得到广泛应用。热电离质谱法测铀同位素丰度比时一般采用三带结构,由于铀的第一电离能较高,需要较高的电离温度,长时间测试蒸发出铀化合物或电离出的铀离子在灯丝支架上沉积,影响灯丝支架上悬浮高压与源电压间的绝缘电阻,降低两者之间的电压差,导致绝大部分离子因动能不足无法进入离子透镜,最终影响离子流的稳定性,引起测试时信号产生波动。针对热电离质谱仪灯丝支架铀沉积导致的灯丝支架绝缘失效问题,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,简称LA-ICP-MS)对灯丝支架铀沉积分布进行了分析,取得以下结果:建立了LA-ICP-MS原位表面分析技术,其最佳激光频率为10 Hz,能量密度为6 J·cm-2,束斑直径为60μm。校准曲线相关系数R2=0.9992,表明建立的方法线性关系良好。应用建立的方法,测定了灯丝支架表面铀沉积的分布特征。结果显示:灯丝支架表面铀沉积随着灯丝支架使用时间的增加,对应的绝缘电阻变小;并沿着支架向两端延伸,铀沉积量逐渐降低。铀沉积主要集中在电离带灯丝支架中心上端,且蒸发带上铀沉积量明显低于电离带。同时绝缘挡片可以有效降低陶瓷绝缘体上铀的沉积,因此可以通过增大绝缘挡片来提高灯丝支架的绝缘效果。

利用ICP-MS和LA-ICP-TOF-MS探究上海青中铅的富集与转运特征

利用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和激光剥蚀电感耦合等离子体飞行时间质谱(LA-ICP-TOF-MS)进行定量测定和原位成像,对上海青(Brassica rapa var.chinensis(Linnaeus)Kitamura.)中铅(Pb)的富集与转运特征及其机制进行探究。结果表明:上海青中的Pb含量为根>茎>叶,对Pb的吸收效率为根>茎>叶,转运能力为根到茎>茎到叶;富集系数(BCF)和转运系数(TF)受种植土壤Pb含量、pH值和大气中Pb沉降等因素影响;Pb等元素在叶片中的原位分布图表明Pb主要富集在叶脉中,与铝(Al)和铁(Fe)分布特征相似,与锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)和镁(Mg)分布特征存在差异。基于Pb的富集与转运特征及其在叶片中与其他元素原位分布特征的异同,探讨上海青对Pb的吸收、富集和转运机制,为评估Pb潜在的健康危害提供数据支撑。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定高钨基体样品中稀土元素的含量

准确测定钨矿和钨酸盐晶体等高钨基体样品中稀土元素的含量有助于开展矿床地球化学特征研究及钨酸盐激光晶体材料的制备和性质研究。在采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定高钨基体样品时,为了考察高钨及高含量阳离子等基体组成对分析结果的影响,针对Na_(2)WO_(4)、CaWO_(4)、NaY(WO_(4))_(2)、MnWO_(4)和(Fe,Mn)WO_(4)等高钨基体样品,采用硝酸和氢氟酸高压密闭消解,加入稀土元素并用2%HNO_(3)溶液稀释定容配制成稀土元素浓度为1 ng/g的基体匹配标准溶液;同时,直接用2%HNO_(3)溶液配制稀土元素浓度相同的非基体匹配标准溶液以对比两种基体溶液中稀土元素的相对灵敏度系数(RSCs)差异。结果显示,基体匹配溶液与2%HNO_(3)溶液中稀土元素的RSCs相对偏差小于15%,表明基体效应的影响可以忽略不计。进而,为了准确测定常见高钨基体样品中稀土元素的含量,建立了基于ICP-MS的高钨基体样品中稀土元素准确定量分析方法,方法线性关系好(R^(2)>0.9997),检出限低(0.5~27.9 pg/g),准确度理想(相对误差-6.2%~10.7%)。用来测定钨酸钙单晶实际样品中稀土元素的含量,并将其与基体匹配法的测定结果进行比对,结果显示,两者大部分元素相对偏差为0.80%~12.8%,说明所建立的分析方法可靠,能用于定量测定高钨基体样品中稀土元素的含量。