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。

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)。

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。

不同厂家牛黄解毒片中24种无机元素ICP-MS检测与质量评价

目的:建立牛黄解毒片中无机元素指纹图谱,结合化学计量学探究不同厂家产品中无机元素差异,评价他们质量的均一性。方法:对全国21个生产企业的牛黄解毒片,采用微波消解后-ICP-MS法测定样品中K、Mn、Zn等24种无机元素的含量,绘制无机元素质量分数分布图,通过主成分分析法对质量均一性进行评价。结果:24种元素ICP-MS测定在各自范围内线性关系均良好(r≥0.9996),回收率在86.9%~112.2%之间(RSD≤1.6%)。建立了牛黄解毒片无机元素指纹图谱,从指纹图谱相似度及PCA结果看,牛黄解毒片中无机元素的质量均一性较好,主要特征元素为K、Mn、Zn、B、Ni、Al、V、Cr、Ba、Sn。结论:本研究建立的无机元素指纹图谱可为牛黄解毒片质量评价提供研究基础。

四级杆碰撞反应池-ICP-MS法测定维生素中铅、总砷、总汞含量的方法研究

研究建立了四级杆碰撞反应池-ICP-MS法(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)测定维生素及其预混料中铅、总砷和总汞的检测方法。样品加入硝酸,经微波消解后定容至100 m L,待测液采用四级杆碰撞反应池-ICP-MS法进行测定。由于汞易挥发,实验中优化了消解的温度。维生素B_(12)样品中存在钴元素的干扰,以^(75)砷(As)和内标元素^(73)锗(Ge)的信号强度比值与砷元素的浓度成正比,采用碰撞反应池技术、氦气动能歧视(Kinetic energy discrimination,KED)模式进行定量分析,计算结果为样品中As和Co-O结合物的总含量;再以^(59)钴(Co)和内标元素^(45)钪(Sc)的信号强度比值与钴元素的浓度成正比,采用同样方法进行定量分析,得出钴的含量。最后通过计算两者之差得出样品中砷的含量。试验结果表明:铅、总砷和钴在1.0~50.0μg/L范围内线性关系良好,相关系数R均大于0.999。在不同加标水平下,3种元素的回收率范围在88.3%~104.3%之间,汞在0.1~2.0μg/L范围内线性关系良好,相关系数R为0.998。在不同加标水平下,汞元素的回收率范围在88.3%~104.3%之间,相对标准偏差(RSD)均小于10%。该方法操作简便、快速准确,适用于维生素及其预混料中铅、总砷、总汞元素的同时检测。

高钙碳酸盐岩样品中微量钛ICP-MS测试方法

硅酸岩中的主量元素钛(Ti)在碳酸盐岩中含量一般低于3.5mg/g,其中绝大部分低于1mg/g,目前常用于硅酸岩中Ti含量(通常大于0.1%)测试的X射线荧光光谱法已无法满足碳酸盐岩中微量Ti的准确测试要求。本文尝试用电感耦合等离子体质谱测试碳酸盐岩中的Ti含量,讨论分析了Ti的5个测试同位素(^(46)Ti、^(47)Ti、^(48)Ti、^(49)Ti、^(50)Ti)在碳酸盐岩基体中的受干扰情况,确定了适合的测试同位素^(48)Ti,从而提出碳酸盐岩中微量Ti的ICP-MS测试方法。按照该方法测试并校正5个国家一级标准物质中Ti浓度,测定值与标准值相符,相对标准偏差(RSD,n=10)小于7.3%。在同一实验条件下,测试未知碳酸盐岩样品溶液Ti浓度并加以校正,与国家标准方法二安替比林甲烷光度法及电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定结果进行方法比对,与两者的相对标准偏差均小于允许限。方法加标回收率为83%~107%。该方法适用于CaO含量范围在31%~56%,Ti含量范围在14~3346μg/g的碳酸盐岩样品的测试,为高钙高镁碳酸盐岩中微量Ti的测试提供了方法参考。

仿生提取ICP-MS法测定冬虫夏草8种重金属含量及健康风险评价

目的:建立冬虫夏草中铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)和锑(Sb)8种重金属的仿生提取含量测定方法,并对其健康风险进行评价。方法:采用人工胃液、人工肠液仿生提取冬虫夏草中可溶性重金属,ICP-MS法测定重金属含量,靶标危害系数(THQ)法评价健康风险。结果:8种重金属在各自质量浓度范围内线性关系良好(R2> 0.997 0),平均回收率84.05%~114.71%(RSD 2.9%~4.9%)。冬虫夏草中As、Hg、Cu、Cd、Sb、Pb、Ag总量均值依次为12.122、0.644、15.828、0.095、0.027、0.636、0.075 mg·kg-1,未检出Sn。As、Hg、Cu、Cd、Pb、Ag在人工胃液溶出率大于人工肠液,其在人工胃液中的溶出率均值为19.69%~52.62%,在人工肠液中的溶出率均值为0%~16.05%;Sb在人工肠液的溶出率25.54%大于人工胃液的溶出率14.68%。健康风险评价结果显示,As、Hg、Cu、Cd、Pb、Ag、Sb的THQ均<1,表明冬虫夏草中上述8种重金属不会对人体造成明显的健康危害。结论:建立的方法简便、准确、可靠,适用于冬虫夏草中上述8种重金属的测定和健康风险评价,仿生提取测定冬虫夏草8种重金属的含量数据及基于该数据的健康评价结果可为冬虫夏草重金属安全性深入研究提供参考。

高纯铟杂质元素的ICP-MS测试方法研究

红外材料锑化铟的原材料之一是高纯度铟,其杂质元素的种类和含量直接影响了探测器的性能。因此建立准确高效的痕量元素定量测试方法尤为重要。通过严格控制温度保证酸解过程的可实现性,使用标准加入法建立标准曲线并对样品进行测试。经过响应率对比,该项测试选取的基底样品为单标溶液In10000,标准曲线的线性相关系数均接近于0.999。排除线性差异的影响,对多批次的测试结果进行分析并验证其准确性。同时采用内标法验证In10000溶液内的多种杂质元素含量。结果表明,基底样品具有极低的杂质含量。通过配置已知标准浓度的溶液对该测试方法的准确性和可重复性进行多次验证。测试结果表明,该项测试方法准确有效,可应用于高纯(大于6N) In的杂质含量测试。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定南通如皋地区蘘荷花苞中20种无机金属元素

运用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法建立了同时对蘘荷花苞中20种无机金属元素(Li、Be、Al、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba、Pb、K、Ca、Na、Mg、Fe)定量检测的方法。探究了前处理消化方式、优化ICP-MS仪器参数、选择内标元素及检测模式对实验准确度的影响。实验结果表明:20种金属元素均呈现较好的线性关系,相关系数均大于0.999,按所建立实验方法对实际样品测定并进行加标回收实验,加标回收率在95.0%~104.6%之间,RSD为2.5%~6.8%。采用所建立的方法对国家标准物质GBW10019(GSB-10苹果)进行实验验证,测定值均在标准值不确定度范围内。该方法精密度好,准确度高,测试结果稳定,自动化程度高,满足对蘘荷花苞中金属元素的分析测定要求。

ICP-MS/MS测定轻质油中痕量氯含量

基于H_(2)反应模式下的质量转移反应消除干扰,建立电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定轻质油中痕量Cl的分析方法。轻质油经简单稀释后直接采用ICP-MS/MS进行测定,在MS/MS模式下使用H_(2)作为反应气,利用在碰撞/反应池(CRC)中Cl^(+)与H_(2)发生二次H原子转移反应形成的子离子(H_(2)Cl^(+))进行测定,消除所有质谱干扰,获得Cl的灵敏度和检出限(LOD)明显优于O_(2)反应模式,LOD低至7.56μg/kg。通过与扇型磁场ICP-MS(SF-ICP-MS)对比分析标准参考物质NIST SRM 1634c,评价方法的准确可靠性。结果表明,标准参考物质的分析结果与认证值基本一致,相对标准偏差(RSD)为3.1%~4.7%,2种方法的对比分析结果在95%的置信度水平无显著性差异。所建立分析方法的灵敏度、准确度和和精密度高,MS/MS模式和H_(2)质量转移法的结合可无干扰测定轻质油中的Cl,适用于轻质油中痕量Cl的质量控制与评估。

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。

ICP-MS法同时测定地表水中10种痕量金属元素

本文建立电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定地表水中10种痕量金属元素残留的方法。10种金属元素在1.00~80.0μg·L^(-1)浓度范围内具有较好的线性关系,相关系数均大于0.999,方法测定标准样品的结果均在保证值范围内,相对标准偏差均小于4%(n=6),样品加标回收率为87.8%~105.5%。本方法可同时进行多种金属元素的快速分析,检出限低,灵敏度高,测试结果准确,可用于地表水中铜、铅、镉、钼、铬等金属残留的分析。

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。

ICP-MS法测定黄芪当归胶囊中原料黄芪和当归的重金属含量

使用ICP-MS技术检测用于生产保健食品黄芪当归胶囊的10批黄芪和10批当归中药材的铅、镉、砷、汞、铜五种元素含量,所有检测元素的线性良好,相关系数均在0.9992~1.0000之间,加标回收率85.0%~105.6%。铅、镉、砷、汞、铜元素均检出,含量低于2020版药典规定的限值。

死后人体组织中15种金属元素的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法检测及其结果分析

为了准确检测死后人体组织中金属元素含量,以铋和铟双内标在线校正仪器,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定死后人体肝、肾、肺、胃组织中镁、铝、钙、铬、锰、铁、铜、锌、砷、锶、镉、钡、汞、铊、铅等15种金属元素含量。结果线性良好,准确度高,加标回收率为82.1%~116%,精密度相对标准偏差RSD≤3.4%。不同组织中元素含量的变异系数为27.0%~224.2%,含量差异较大。为了探究不同组织中各金属元素之间的差异与关联性,对金属元素含量开展相关性分析和主成分分析并进行综合评价。结果表明,Cu和Zn等47对金属元素之间具备显著的相关性,相关系数最高达0.91(P<0.01),提取4个主成分,累计方差贡献率达72.942%,通过元素载荷值得出,Al、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd等6种元素是死后人体组织15种元素中的主要特征金属元素。计算可知,肝脏中总体金属元素含量最高,其次是肾和肺,胃组织中总体金属元素含量最低。建立的元素测定方法及基础数据的综合评价可以为法医金属元素中毒案件的检验鉴定提供方法参考和数据支撑。

ICP-MS法测定明胶元素杂质与风险评估

目的建立ICP-MS法测定明胶中Cd、Pb、As、Hg、Co、V、Ni、Li、Sb、Ba、Mo、Cu、Sn和Cr等14种元素杂质的残留量,并对其元素杂质进行风险评估。方法样品经微波消解后采用在线内标ICP-MS法,以Sc、In、Ge和Bi为内标,Li采用非碰撞模式测定,其余元素采用He碰撞模式,等离子体模式为HMI-8,雾化室温度2.0℃。结果14种元素杂质在线性范围内相关系数r均大于0.9932;加样回收率在77.1%~105.8%范围内,RSD(n=6)在0.7%~4.4%范围;精密度RSD在0.6%~7.5%范围;18批样品中,3批样品Pb元素超过ICHQ3D口服和注射浓度控制阈值,1批次样品Ni元素超过注射浓度控制阈值。结论建立的方法灵敏度高、精密度、准确度良好,能够很好地控制明胶中的痕量元素杂质;根据ICHQ3D指导原则进行风险评估,明胶12种元素杂质存在风险系数较低,Pb和Ni 2种元素杂质存在风险系数较高,为明胶的风险评估提供了参考。

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)法测定锆钛矿中的铪

锆钛矿中存在耐高温的锆、钛化合物,铪以类质同象进入锆矿物中,准确测定锆钛矿中的铪对选矿研究、矿物综合利用及工业生产有重要作用。通过考察锆钛矿成分及熔融方法,以碳酸钠-硼砂高温熔融锆钛矿,以178 Hf为分析同位素及185 Re为内标,使用电感耦合等离子体质谱法测定锆钛矿中含量不均的铪。结果表明,碳酸钠-硼砂高温熔融效果最好,可完全溶解耐高温难分解的锆钛矿,当碳酸钠-硼砂质量配比为2∶1时熔融效果最佳。ICP-MS蠕动泵转速为45 r/min、雾化气流量为1.06 L/min时雾化效率最优。在选定的实验条件下,HfO_(2)质谱强度与质量浓度在0.01~250 ng/mL呈良好的线性关系,相关系数为0.9997,背景等效浓度为0.029 ng/mL,方法检出限为0.0032 ng/mL。按实验方法对中国国家标准物质中的HfO_(2)进行测定,测定值与认定值一致,相对标准偏差在1.6%~3.2%。按实验方法对锆钛矿样品中的HfO_(2)进行测定并进行加标回收实验,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为0.90%~3.4%,加标回收率在96.0%~106%,满足国家地质矿产行业标准DZ/T 0130—2006的要求。

微波消解-ICP-MS法测定冬虫夏草及生境土壤砷含量

本研究旨在筛选冬虫夏草优良产区及低富砷能力的冬虫夏草真菌菌种,为冬虫夏草砷含量影响因素的确定和人工培育冬虫夏草的质量控制提供科学依据。采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法对26个产区的冬虫夏草及其生境土壤砷含量进行了测定与分析,并对二者砷含量的关系进行了探讨。研究发现,冬虫夏草砷含量超标现象具有普遍性,超标率约为96.15%,产区土壤砷含量多符合国家标准,超标率仅为30.77%。结果分析表明,冬虫夏草砷含量是否符合国家标准与产区土壤砷含量是否符合国家标准之间无必然联系,不同产区的冬虫夏草菌株富砷能力的差异导致了冬虫夏草砷含量的不同,推测四川雅江县是冬虫夏草天然的优良产区,马尔康产区的冬虫夏草真菌菌种具有高富集砷能力的菌种,而丹巴县和黑水县两地的冬虫夏草中的真菌菌种为低富砷能力的菌种。

基于化学计量学结合ICP-MS的党参道地性的研究及安全评价

微量元素与中药的功效和安全性密切相关,也是药材道地性研究的一部分,为探讨党参中重金属元素的安全性、风险性及道地性的相关性。采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法及原子荧光光谱(AFS)法测定来源于甘肃、山西、湖北、四川等产区的39批党参药材中的20种元素的含量,结合化学计量学分析,对党参产区进行差异判别。通过单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行安全性评价,通过健康风险基于暴露量、危害指数法和暴露限值法对其进行风险评估。结果表明,重金属在各自范围内线性关系良好,加标回收率、仪器精密度和重现性良好,其中Ba、Sr、Mn的含量最高。主成分分析显示39批药材分为三类,同一产区的党参能较好地聚在一起,元素含量差异与产区分布有一定规律,其中Cs、Ga、As、Co、Li、Pb、Hg、Se、V、Mn为关键的差异标志物,为产地元素特征分析鉴别提供依据。安全评价结果为39批党参药材污染等级为安全,但风险评估后DS-31、DS-32、DS-34、DS-36及DS-37在人体长期蓄积中具有健康风险。方法高效、准确、简便,结合化学计量学可以对党参进行有效的产地判别,评价党参中元素的安全性及风险性,为党参道地性及健康评价提供了科学依据。