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如何減少ICP-MS樣品引入污染

更新時間:2025-03-13點擊次數:790

      電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)是分析材料中元素化學性質的分析技術,并在20世紀90年代成為一種成熟的分析方法。能夠準確定性及定量測定元素周期表中幾乎所有元素,包括難熔元素,分析范圍廣。能夠同時進行多元素同時分析,有效提供元素組成信息。還可用于待測元素同位素分析,廣泛用于同位素稀釋定量及穩定同位素示跑完。能測定極低濃度的待測元素,定量下限達1~10ng/L。響應靈敏度比其他大部分現代分析儀器高。


樣品引入系統是ICP-MS的重要組成部分,對分析性能影響極大。而ICP-MS靈敏度高且大多數分析方案所分析的痕量元素范圍都較廣,因此在樣品制備期間需特別注意污染損失問題。

樣品準備過程,如采樣、存儲、樣品制備、分解、分離、預沉淀,待測元素受污染或損失是最重要的系統誤差。待測元素濃度越低,如低至mg·kg-1甚至是ng·kg-1,污染及損失的影響越明顯。

首要的污染源包括所使用器皿及工具的材質、試劑及實驗空氣環境。實驗所用器皿及工具的材質在痕量分析中極為重要。污染物可能從器皿或工具中溶出,或是其表面的雜質解吸進入樣品溶液。

痕量分析中推薦使用的材料有以下類別:

1,氧化硅玻璃,尤其是人造石英,純度高,是痕量分析中最佳材質之一。主要優點有:不易受污染,表面平滑吸附性差,可耐1200℃高溫,可耐大部分無機酸,HF及H3PO4除外。

2,多聚氟化物,PTFE,PFA及TFM,消解過程中優先選用此類材質容器。由于表面非極化,對極性離子吸附最小,因此吸附或解吸造成的污染及損失很小。最大可耐溫度為250℃。優點在于這些材質幾乎可耐所有無機酸,因此可用于HF消解樣品。PFA與PTFE具有同樣outstanding的物理力學性能、電性能、化學穩定性、不粘性、阻燃性和耐大氣老化性。但PTFE的熔融溫度為327℃,但樹脂在380℃以上才處于熔融狀態,熔體黏度高,再加上其耐溶劑性ji強,因此它既不能熔融加工,也不能溶解加工。不能采用熔融擠壓、注射成型等常規的熱塑性塑料成型工藝,只能采用類似粉末冶金的方法進行燒結成型。PFA的熔點雖比PTFE低,但長期使用溫度卻與PTFE相同,而且高溫下的機械強度優于PTFE。并且PFA其突出特點是熱塑性良好,無PTFE那樣的加工困難的問題,因此有可熔性聚四氟乙烯之稱。PFA可采用模壓、擠出、注射成型來進行加工。在此更推薦PFA材質的容器做為樣品前處理的消解容器。


同樣是PFA材質的容器,由于生產加工方式不同,會導致產品的使用壽命有長短;選用的原料等級不同,也會導致長期存儲試劑時的雜質析出度不同;由于PFA良好的加工性能,選購PFA材質容器時還要注意甄別是否由回收料生產,一旦不小心購買并使用到回收料生產的PFA產品,對樣品造成污染的后果不可估量。


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美國Savillex PFA Bottle


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美國Savillex PFA廣口瓶


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美國Savillex PFA溶樣瓶

美國Savillex公司采用du家拉伸吹塑工藝生產的150系列Bottle試劑瓶,經過了嚴格全面的測試,包括跌落測試、防漏測試、耐真空和抗壓爆破測試,可根據要求提供測試數據。在原料方面,美國杜邦公司作為global zui大的氟塑料供應商,Savillex在公司成立之初,便與杜邦簽署了TeflonTM PFA、TeflonTM PTFE和TeflonTM FEP原料的special供貨協議,Savillex公司生產的所有PFA制品,不僅堅決杜絕使用回收料,而且保障使用最高等級的原料,即使長期儲存各類強腐蝕性試劑及樣品,或進行樣品消解,也不會有雜質析出。


又如聚合物材質容器的清洗:

①去除聚合物表面殘留物;

②用去離子水沖洗;

③放置在PFA大容量清洗罐中(代表產品:美國Savillex 4L大容量PFA清洗罐),加滿1∶4HCl,浸泡,至少放置1周;

④用去離子水沖洗;

⑤放置在PFA大容量清洗罐中(代表產品:美國Savillex 4L大容量PFA清洗罐),加滿1∶4HNO3,浸泡,至少放置1周;

⑥用去離子水沖洗;

⑦干燥。聚四氟乙烯容器清洗過程與聚合物材質容器相近,只是所用HCl、HNO3濃度為1∶1,并在80~90℃條件下保持至少4h。

 


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Savillex 4L大容量PFA清洗罐


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Savillex 4L大容量PFA清洗罐


合適的器皿,正確的清潔方式,才能最大可能降低污染對ICP-MS的干擾,得到理想的分析結果。

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