ICP–MS系统的市场调查汇报

Ilka Ottleben 0 2021-01-07

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作为一种多元素分析方法,ICP-MS方法最突出的优点在于其宽广的线性测量范围,低检测限和高通量样品分析.

ICP-MS作为一种快速、准确、以高灵敏度见长的分析方法，能够测定元素周期表中的几乎所有元素。

作为一种多元素分析方法，ICP-MS方法最突出的优点在于其宽广的线性测量范围、低检测限和高通量样品分析。经过多年对该仪器的研发，ICP-MS迅速成为一种可靠、稳定和高度自动化的方法，也成为多元素分析的主流方法，广泛应用于不同领域的研发和分析检测过程。

如果需要同时测定样品中的多种微量及痕量元素，电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS）是非常必要的技术手段。ICP-MS仪器于1980年问世，1983年第一代商用 ICP-MS系统投放市场。不过当时的仪器存在价格昂贵、体积庞大、操作复杂、自动化程度有限等诸多问题，最主要的问题还在于对一些未知分子的干扰非常敏感。然而作为一种重要的多元素分析方法，低检测限和宽的检测范围内是其最大的优势。经过多年对该仪器的研发，ICP-MS迅速成为一种可靠、稳定和高度自动化的方法，也成为多元素分析的主流方法，广泛应用于不同领域的研发和分析检测过程。

宽广的线性检测范围

ICP-MS的工作原理：ICP作为质谱的高温离子源（7000 ~ 8000 K），样品在通道中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程，离子通过样品锥接口和离子传输系统进进高真空的MS部分，离子由电场加速，最后以质谱的方法对单个元素及其同位素进行检测。这种方法能使ICP-MS达到从ppq到1000 ppm 9个数量级的直接测定。与传统无机分析技术相比，ICP-MS技术提供了最低的检出限、最宽的动态线性范围、干扰最少、分析精密度高、分析速度快、可进行多元素同时测定以及精确的同位素信息等技术优势。在当今的常规元素分析技术中，能够做到宽的动态线性范围的还有ICP-OES （电感耦合等离子体发射光谱法），但该方法在进行微量元素分析时经常受到限制。

但是，在高温的等离子体条件下，ICP-MS方法也面临一些挑战：“高温下像氩这样的稀有气体可能也会发生反应，如形成氩的氯化物或氩-氩化合物等，”安捷伦公司的ICP-MS 产品经理Uwe Noetzel如是说。由于这些化合物可能具有与待测元素相同的质量，将会对结果产生影响。“最近二三十年发展的四极杆质谱仪的碰撞集成技术和反应池技术，能很好地消除这些分子的干扰”Noetzel说，“在安捷伦的系统中，通过氦的单纯碰撞，可以简单、有效、方便地做到了这一点”。此外，珀金埃尔默仪器公司在开发其Nexion 300型ICP-MS系统时，也将重点放到对干扰物的抑制上，并由此提供了标准、碰撞和反应3种模式的装置。

经过多年的努力，仪器对基体的容忍性不断得到改进。过去在检测溶解性总固体含量仅为0.3%时就已经达到极限，而今天例如安捷伦的仪器却能容忍3%的溶解性总固体。海水含盐量约为3%，遂可不经稀释即不损失灵敏度的情况下直接进样分析，这对于尿样和其它含有基体的样品亦然。如今，ICP-MS已经应用到众多的应用领域，“安捷伦ICP-MS系统多应用于环保分析，但也广泛用于食品、制药、地质和法医鉴定等领域。” Uwe Noetzel说。

耦合技术扩大了应用领域

除了仪器的稳健耐用、对基体的容忍性提高、检测灵敏以及使用方便外，对于用户而言，为了能够进行经济有效地工作，样品的流通量非常关键。根据待测元素的数量，现代化的ICP-MS系统仅需几分钟就能进行一次完整的测量，特别适合高通量的样品分析。

近年来，耦合技术在很多领域的应用越来越多，例如形态分析过程中，ICP-MS系统被作为HPLC 或GC等色谱的检测器，借助该方法，可准确地在同一元素的不同同位素之间进行区分。Uwe Noetzel说：“例如砷或硒的形态研究，已成为现在很多的例行分析”。 Spectro公司的ICP-MS产品经理 Will Barger 补充道：“尤其在生物和食品科学领域，人们正致力于将ICP-MS 耦合技术应用于诸如金属组学（metallomics）和代谢组学研究。此外，与局部溶浸式的样品加入法相联合的高光谱成像法，局部和元素溶浸式的样品测量法，以及表面和体积的测量法均已启动。”

本文通过市场调查汇集了ICP-MS系统制造商的市场概况，企业从其系列产品中展出两款系统，这份一览表系根据各参与公司自身提供的信息汇集而成，对其完整性亦不发表评价。

ICP-MS能作何用？

ICP-MS技术的出众之处，除了其快速性、准确性、低的检测限以及多达9个数量级的宽广线性范围外，其检测涵盖了广泛的元素范围：几乎所有的碱金属、碱土金属、过渡金属以及其它一些金属、类金属元素、稀土金属，大部分卤素元素以及若干非金属元素。ICP-MS系统非常适合作为色谱的检测器，以此提供相关同位素的信息。

内容来源：实验与分析

责任编辑：展源

审　　核：何发