草莓视频ios下载

     電(dian)(dian)感耦合等(deng)離(li)子(zi)體(ti)質(zhi)譜儀(yi)(ICP-MS)及電(dian)(dian)感耦合等(deng)離(li)子(zi)體(ti)發射(she)光譜儀(yi)(ICP-OES)在(zai)(zai)某些領域(yu)例如(ru)地質(zhi)學，始終(zhong)扮演著獨具(ju)魅力的角色(se)。時(shi)至今日，ICP-MS仍然活(huo)躍(yue)在(zai)(zai)新(xin)進(jin)展的前沿，在(zai)(zai)某些熱點領域(yu)如(ru)金屬組(zu)學和(he)納米顆粒分析(xi)方面繼(ji)續大放異彩。

     為慶祝(zhu)《Spectroscopy》創刊(kan)30周年(nian)，該刊(kan)特(te)邀(yao)幾位(wei)ICP-MS專家就ICP-MS的近期技術進展、存在的挑戰和(he)未來發(fa)展方向做了一個綜述(shu)，以饗讀者。

最重大的進展

     我們以這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)問題拉開(kai)這(zhe)(zhe)篇綜述的(de)(de)序幕：在過去的(de)(de)5~10年(nian)時(shi)間里，ICP-MS的(de)(de)哪一(yi)項技術或(huo)者儀器本身(shen)的(de)(de)突破最為激(ji)動人心?高居榜(bang)首(shou)的(de)(de)答案是(shi)：用于(yu)消除四極桿型ICP-MS光譜干擾(rao)的(de)(de)碰撞反應池技術。

     來自杜邦(bang)公司(si)Chemours Analytical部(bu)門的(de)(de)首席(xi)分(fen)(fen)析研究員Craig Westphal認為(wei)：“碰(peng)撞反應池(chi)(簡稱CRC)技(ji)術的(de)(de)應用，雖然不(bu)可(ke)能完全(quan)消(xiao)除，但卻可(ke)有效地去除大部(bu)分(fen)(fen)測(ce)試過程中遇到的(de)(de)光譜干(gan)擾;其低廉的(de)(de)成本也成為(wei)實(shi)驗室(shi)一個經濟實(shi)惠(hui)的(de)(de)選擇;動能歧視(KED)作為(wei)一種普適(shi)性(xing)的(de)(de)干(gan)擾消(xiao)除模式，結(jie)合日益成熟的(de)(de)自動調諧功(gong)能和友(you)好的(de)(de)人(ren)機互(hu)動界面。這些優點都(dou)使得越來越多的(de)(de)實(shi)驗室(shi)將(jiang)ICP-MS技(ji)術視為(wei)一種常規的(de)(de)應用手段。”

     美國食品藥品監(jian)督管理局(ju)(US FDA)的化學家Traci A.Hanley認為：“在(zai)(zai)碰(peng)撞反(fan)應(ying)池技(ji)術發(fa)明之前，由于無法在(zai)(zai)線(xian)消(xiao)除干(gan)擾(rao)，測試(shi)的結果受基體影(ying)響(xiang)很(hen)大。欲(yu)獲得更好的、受控的分析(xi)結果，只能在(zai)(zai)離(li)線(xian)前處理階(jie)段預先去除/降低干(gan)擾(rao)源，或者(zhe)使用干(gan)擾(rao)校正方程式(shi)。”

     來(lai)自印第安納大學的副研究(jiu)員Steve Ray也(ye)贊同上述(shu)觀點，他認(ren)為這一(指碰撞反應——譯者(zhe)注)技(ji)術所帶來(lai)的影響(xiang)是(shi)難以估(gu)計的。他將于今年八月(yue)份以助理教授的身(shen)份任(ren)職于Buffalo大學。

     三重四極桿型(xing)的ICP-MS，由于進一步(bu)改善了(le)碰撞反(fan)應(ying)池的消干擾(rao)能(neng)力，因此(ci)在技術進展榜(bang)單(dan)上名(ming)列前茅。

     在這種(zhong)三重四極桿(gan)ICP-MS系統(tong)(tong)中，第一個四極桿(gan)用于(yu)分(fen)(fen)離掉基體干擾(rao)(rao)離子，目(mu)標元(yuan)素(su)(su)則(ze)進入到碰撞反應池(CRC)系統(tong)(tong)。在CRC系統(tong)(tong)中，同量異(yi)位素(su)(su)和多電(dian)荷(he)離子干擾(rao)(rao)被(bei)消除(chu);或者目(mu)標元(yuan)素(su)(su)通過反應生(sheng)成其(qi)他異(yi)于(yu)干擾(rao)(rao)源(yuan)質量數的物質，再被(bei)第二個四極桿(gan)濾質器所檢測，從而以間(jian)接的方(fang)式(shi)獲得目(mu)標元(yuan)素(su)(su)的分(fen)(fen)析(xi)結果(guo)。

     這(zhe)個額外增加(jia)的(de)第一個四極桿用于分離(li)基(ji)體離(li)子，保(bao)證了CRC系統(tong)中發生的(de)碰(peng)撞/反應不受基(ji)體的(de)影(ying)響，進而保(bao)證碰(peng)撞反應更加(jia)穩(wen)健和具有(you)復現性。通過這(zhe)一系列的(de)手段，使(shi)得背(bei)景信(xin)號大幅度降(jiang)低(與(yu)未消(xiao)除干擾(rao)相(xiang)比較(jiao))。

     來自比利(li)時Ghent大學化學系的(de)(de)資(zi)深教授(shou)Frank Vanhaecke，闡(chan)述(shu)了這(zhe)一設(she)計(ji)的(de)(de)價值：“十分(fen)明確的(de)(de)是，串級(ji)設(she)計(ji)的(de)(de)ICP-MS(亦稱(cheng)三重四(si)(si)極(ji)桿型(xing)ICP-MS)，其碰撞(zhuang)/反(fan)應池中的(de)(de)離子-分(fen)子反(fan)應是精確可控的(de)(de)。在碰撞(zhuang)反(fan)應池前后(hou)兩個四(si)(si)極(ji)桿的(de)(de)設(she)計(ji)優勢，可以(yi)通過不同的(de)(de)途(tu)徑加以(yi)表(biao)現(xian)。”

     他(ta)說：“如今，可以通過(guo)離子(zi)掃描這種直接(jie)的(de)(de)方式(shi)，在復雜的(de)(de)反應(ying)產物(wu)離子(zi)中鑒別出目標離子(zi)。例如使(shi)(shi)用NH3作為(wei)反應(ying)氣使(shi)(shi)Ti生(sheng)成(cheng)Ti(NH3)6+，或者使(shi)(shi)用CH3F作為(wei)反應(ying)氣使(shi)(shi)Ti生(sheng)成(cheng)TiF2(CH3F)3+;通過(guo)檢測生(sheng)成(cheng)物(wu)離子(zi)(Ti(NH3)6+或者TiF2(CH3F)3+)的(de)(de)方式(shi)，避(bi)開干(gan)擾和(he)獲得最低的(de)(de)檢出限。”因此他(ta)認為(wei)，串(chuan)級ICP-MS已經不僅僅是碰撞/反應(ying)池系統(tong)ICP-MS的(de)(de)改進了。

     來自(zi)美國(guo)西北太平洋國(guo)家實驗(yan)室環境分子科學實驗(yan)室的(de)(de)首席技術官(guan)David Koppenaal也同意CRC系統和(he)(he)三(san)重四極桿型(xing)ICP-MS是很重要的(de)(de)改(gai)進，但也注意到(dao)它們仍然存在(zai)一定的(de)(de)局限(xian)性(xing)。他(ta)說：“CRC技術的(de)(de)缺點在(zai)于它表現出(chu)元素或者同位(wei)素特異性(xing)，因此不能(neng)(neng)普(pu)適的(de)(de)對應所有(you)(you)的(de)(de)干擾。如果能(neng)(neng)夠更好地控制離子能(neng)(neng)量和(he)(he)離子能(neng)(neng)量分布(bu)，那(nei)么動(dong)能(neng)(neng)歧視模式可(ke)能(neng)(neng)更有(you)(you)效和(he)(he)更有(you)(you)普(pu)適性(xing)(至少對所有(you)(you)的(de)(de)多原子離子干擾是如此)。”

     來自(zi)亞利桑(sang)那大(da)學(xue)地球科學(xue)系(xi)教(jiao)授兼化(hua)學(xue)系(xi)伽利略計劃(hua)教(jiao)授的(de)(de)Bonner Denton，援引了另外一項創(chuang)新(xin)：基于(yu)CMOS(互補金屬氧化(hua)物半(ban)導(dao)體)的(de)(de)新(xin)型檢(jian)測器技術(shu)。

     他(ta)說：“我強烈地感(gan)受到，這項新技術將(jiang)會替代應用(yong)于ICP-OES上(shang)的(de)CCDs(電(dian)荷耦合元(yuan)件(jian)檢測(ce)器(qi)(qi))和CIDs(電(dian)荷注入式檢測(ce)器(qi)(qi))，以(yi)及(ji)應用(yong)在ICP-MS上(shang)的(de)傳統法拉第杯(bei)檢測(ce)器(qi)(qi)和離子倍(bei)增檢測(ce)器(qi)(qi)。”目前(qian)已(yi)經有兩(liang)款(kuan)商業化的(de)儀器(qi)(qi)使(shi)用(yong)了CMOS檢測(ce)器(qi)(qi)，其中一款(kuan)儀器(qi)(qi)可同時檢測(ce)從鋰到鈾之間的(de)所有元(yuan)素。

     ICP-TOF-MS儀也(ye)榜上(shang)有名。Vanhaecke說：“具(ju)有高(gao)速特性的(de)ICP-TOF-MS在分(fen)析化學(xue)中扮演(yan)著一個重(zhong)要的(de)角色，例如在納(na)米(mi)顆粒分(fen)析和成像上(shang)——亦即(ji)這種(zhong)設備可用于表征生物組織、天然或(huo)者人工材料的(de)元素分(fen)布(bu)。”此(ci)外(wai)，它對質譜流式術的(de)發展過(guo)程(cheng)至關重(zhong)要。他說：“質譜流式術基于ICP-TOF-MS，但(dan)卻服務于完全不同于化學(xue)分(fen)析的(de)其他領域。”

微電子和微流控技術對ICP-MS的影響

     我(wo)們也請小組成員(yuan)考慮該領域的(de)發(fa)展(zhan)對ICPMS所帶(dai)來的(de)影響(xiang)。其中一個重(zhong)要的(de)影響(xiang)來自于微電子、微流(liu)控(kong)和ICP設備(bei)微型化技術的(de)發(fa)展(zhan)。

     Ray說：“電(dian)子學(xue)方面的(de)(de)精細(xi)化改進(jin)，使得(de)儀器的(de)(de)成(cheng)本降(jiang)低并(bing)且朝著(zhu)(zhu)小型化發(fa)展(zhan)。當然，也伴隨著(zhu)(zhu)生產(chan)效率的(de)(de)提高(gao)(gao)。得(de)益于微流控(kong)技術，流體學(xue)對ICP儀器的(de)(de)進(jin)展(zhan)發(fa)揮(hui)著(zhu)(zhu)重要的(de)(de)影(ying)響(xiang)。智能(neng)化、具有重復性(xing)的(de)(de)自(zi)動樣品(pin)前(qian)處理設備的(de)(de)出現(xian)，顯著(zhu)(zhu)提高(gao)(gao)了實驗的(de)(de)再(zai)現(xian)性(xing)和精密度，并(bing)在實驗室中扮演者不可或(huo)缺的(de)(de)角色。”

     Koppenaal認(ren)為：“由于(yu)儀器(qi)向著小型(xing)化和堅固耐用型(xing)發(fa)展(zhan)，等離子(zi)體源也由此受(shou)(shou)益(yi)匪淺(qian)。誠(cheng)然，驅動(dong)這方面發(fa)展(zhan)有(you)出于(yu)降低成本和提高生產效益(yi)的(de)經(jing)濟(ji)角度(du)考(kao)慮(lv)，但也有(you)部分(fen)原(yuan)因是受(shou)(shou)技術(shu)因素的(de)影響。”

     “由于導入儀(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)是較低水平含量(liang)的(de)(de)樣品(pin)和(he)基體，因(yin)此儀(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)操控性和(he)數據質量(liang)都得(de)到了改(gai)善。”他認為，隨(sui)(sui)著(zhu)色譜和(he)流體處理技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)，進液(ye)量(liang)由“毫升每分(fen)”等(deng)級降低到了“微(wei)升每分(fen)”，隨(sui)(sui)之帶來的(de)(de)是更(geng)佳精確的(de)(de)數據、更(geng)低的(de)(de)試劑(ji)消耗、更(geng)少的(de)(de)廢液(ye)產生以及(ji)儀(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)進一步(bu)小型化發展(zhan)。最(zui)后(hou)他總(zong)結道：“微(wei)電(dian)子學和(he)檢(jian)測(ce)器(qi)(qi)技(ji)術的(de)(de)進展(zhan)對儀(yi)器(qi)(qi)所產生的(de)(de)影(ying)響是十分(fen)巨大的(de)(de)。”

     Hanley說：“電子學(xue)方面的(de)(de)每(mei)一個進步(bu)(bu)都會給儀器帶來改進。”特別值得一提的(de)(de)是(shi)(shi)，由于(yu)微電子學(xue)進步(bu)(bu)所(suo)(suo)帶來的(de)(de)高速(su)數據采集(ji)和存(cun)儲能力(li)，使(shi)得納米顆粒和單細胞分(fen)析受益匪淺(qian)。她說：“如今(jin)許(xu)多商品化(hua)的(de)(de)ICP-MS具(ju)有(you)足夠快的(de)(de)掃描速(su)度，以(yi)(yi)對(dui)應(ying)單粒子檢測(ce)的(de)(de)需求，這點在幾(ji)年(nian)前簡直是(shi)(shi)不可想象的(de)(de)。電子學(xue)的(de)(de)發(fa)展使(shi)得ICP-MS足以(yi)(yi)應(ying)對(dui)亞ppb級(ji)別的(de)(de)納米顆粒檢測(ce)，這種優勢是(shi)(shi)其他(ta)檢測(ce)技術所(suo)(suo)不具(ju)有(you)的(de)(de)。”

     新興領域之(zhi)一的(de)單細胞分(fen)析(xi)也(ye)得(de)益于(yu)微(wei)流(liu)控技(ji)術(shu)(shu)的(de)發展。她說：“作為檢測(ce)器的(de)ICP-MS和微(wei)流(liu)體(ti)之(zhi)間的(de)接口技(ji)術(shu)(shu)日益成熟，結(jie)合高速、高靈敏的(de)數(shu)據采集，使得(de)只需最小體(ti)積的(de)進樣溶液，即(ji)可獲得(de)相應的(de)分(fen)析(xi)結(jie)果。這點對于(yu)許(xu)多生物方(fang)面(mian)的(de)應用而(er)言是非常重要的(de)。”

     Denton則闡述了(le)微(wei)電(dian)子學和CMOS技術之(zhi)間的聯系：“顯(xian)(xian)而易見，微(wei)電(dian)子學的發展催生了(le)CMOS這項技術。盡(jin)管CMOS工藝本身已經存在了(le)很多年(nian)，甚(shen)至多年(nian)前(qian)(qian)就有利用CMOS作(zuo)為陣列(lie)檢(jian)測器，但在這之(zhi)前(qian)(qian)一直都無法提供(gong)高(gao)質量的分析數據。這種新型的檢(jian)測器明顯(xian)(xian)地要優于過去二(er)十多年(nian)中一直在使用的CCDs和CIDs檢(jian)測器。”

低檢出限的需求推動樣品制備技術的發展

     該(gai)小組還(huan)評述到：ICP儀器檢(jian)出(chu)限(xian)的(de)(de)改(gai)善(shan)，也(ye)推動著樣品制(zhi)備設備和技術的(de)(de)發展。目標元素的(de)(de)檢(jian)出(chu)限(xian)越(yue)低，則樣品中該(gai)元素的(de)(de)檢(jian)出(chu)限(xian)也(ye)越(yue)低。Westphal說(shuo)：“對于大部分的(de)(de)分析檢(jian)測而言，ICP-MS的(de)(de)靈(ling)敏度已經足夠高了。因此(ci)制(zhi)約檢(jian)出(chu)能力的(de)(de)，反而是(shi)非(fei)潔(jie)凈(jing)室條(tiao)件下(xia)的(de)(de)環境污染(ran)因素。”

     這樣的背景(jing)促使了(le)高純試劑和潔凈室廣泛(fan)地被使用(yong)。Vanhaecke指出(chu)：“這促使了(le)高純材料(liao)如石英和PFA作為消(xiao)解(jie)容器(qi)的廣泛(fan)應(ying)用(yong)。”

     Ray也同意(yi)這樣(yang)的(de)看(kan)法：“ICP-MS極(ji)低的(de)檢出限推動著現有的(de)試(shi)劑和耗材(cai)朝(chao)著高純化方向(xiang)發(fa)展。塑料類、玻璃類，甚至(zhi)是一次性樣(yang)品制(zhi)備材(cai)料都必須(xu)考慮痕量金(jin)屬污(wu)染，更不用(yong)說盛裝例如硝酸的(de)容器了。”

     Hanley說：“對(dui)于(yu)超痕量分(fen)析(xi)而言，不僅高(gao)純試(shi)劑(ji)，潔(jie)凈室也是必要(yao)的。如果一(yi)(yi)個(ge)樣品能在密閉的空間中進行處理，那(nei)么將(jiang)會(hui)獲得更好(hao)的結果。進一(yi)(yi)步地(di)，如果能在一(yi)(yi)個(ge)潔(jie)凈的密閉環境中、使用高(gao)純試(shi)劑(ji)并且結合自動化操(cao)作的技術，那(nei)么污染的可能性會(hui)進一(yi)(yi)步降低。”

     Koppenaal也指出：“相(xiang)關的(de)(de)(de)趨(qu)勢是(shi)樣品制備和(he)引入(ru)向(xiang)著自動(dong)化方向(xiang)發展。得(de)益于自動(dong)化技術的(de)(de)(de)幫(bang)助，試驗的(de)(de)(de)空白水(shui)平和(he)重復性(xing)可得(de)到(dao)更好的(de)(de)(de)控制，并可維持在(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)水(shui)平上。相(xiang)應地，這有助于降低樣品溶液的(de)(de)(de)需求(qiu)量和(he)增大分析的(de)(de)(de)通(tong)量。”

     Westphal補充道：“常見的樣(yang)品(pin)處理(li)技術例如微波(bo)消解，雖然采用了‘自動泄壓’設計以使(shi)消解罐允許容納更多的樣(yang)品(pin)，但為避免(mian)密閉(bi)環境下罐體(ti)中壓力過大，樣(yang)品(pin)量仍然需(xu)要一(yi)定(ding)的限制。”

     Westphal對這一(yi)點做了(le)進一(yi)步的闡(chan)述：“我(wo)們所希望(wang)的理(li)想(xiang)情況是完全取消樣(yang)品制備或者(zhe)直(zhi)接分(fen)(fen)析(xi)，例如通過激(ji)光燒(shao)蝕(LA)。雖然在(zai)這一(yi)領域已經獲(huo)得(de)了(le)進展，并且激(ji)光燒(shao)蝕的應用(yong)也日益(yi)廣泛，但(dan)利用(yong)LA-ICP-MS直(zhi)接分(fen)(fen)析(xi)固體，欲比肩標準的水溶(rong)液(ye)ICP-MS分(fen)(fen)析(xi)，還是需要一(yi)些時間的。”（轉自儀器信息網）