【導語】用什么樣的前處理方法可以得到有效地滿足超痕量分析的要求?在無機分析中怎樣直接分析固體樣品?生活飲用水衛(wèi)生標準中，是不是還有我們目前沒有監(jiān)測的物質?液質聯(lián)用是否可以解決這些問題?離子色譜-質譜的聯(lián)用可以幫我們解決什么問題?在本期質譜沙龍中，將著重討論以上問題……

　　2010年3月23日下午，第二十六期質譜沙龍活動在解放軍第二炮兵總醫(yī)院藥劑科舉行。參加本次活動的除了有來自解放軍第二炮兵總醫(yī)院、AB公司、北京市藥監(jiān)局、北京師范大學環(huán)境學院、戴安公司的老朋友外，還有來自中國石油大學、萬全藥業(yè)、人民醫(yī)院的新朋友。本期沙龍活動的主題是質譜在環(huán)境分析中的應用。

　　第二十六期質譜沙龍活動現(xiàn)場

　　幾種樣品前處理法&Laser ablation-ICP-MS

　　中國石油大學(北京)資源與信息學院張強斌 教授

　　中國石油大學(北京)資源與信息學院的張強斌教授在報告“幾種樣品前處理法&Laser ablation-ICP-MS”中與大家分享了科研工作中的開發(fā)的以及正在研究的樣品前處理方法并介紹了一種新技術——Laser ablation(激光剝蝕)技術。張教授2004年調入中國石油大學，從事無機分析的相關研究。

　　幾種無機樣品的前處理方法

　　張教授介紹，常用的分離富集方法有沉淀法、揮發(fā)和蒸餾法、液-液萃取法、離子交換法等。當基體組成非常復雜且干擾相對較大需要分離，當試樣中待測組分的含量較低，而現(xiàn)有方法的靈敏度不夠高時需要富集。在富集的過程中可能伴隨分離的過程。通常要求分離富集的方法回收率比較高，且比較簡便。在樣品前處理方面，張教授在其編著的“Preconcentration Techniques for Trace Elements”中詳細介紹了微量元素的富集技術，包括微量元素的共沉淀、溶劑萃取、離子交換等方法。

　　1)沉淀法

　　張教授介紹，沉淀法有上百年的歷史，是非常經典的方法，適用于常量組分(mg以上)的分離，是微量元素前處理用的最多的方法。共沉淀就是在富集痕量組分的同時進行分離。無機沉淀劑比如氫氧化物、硫化物等;有機沉淀劑有草酸、銅試劑、銅鐵試劑等。

　　張教授以他在日本期間做的部分工作為例，介紹了使用共沉淀法測量水中含量比較低的物質。在分析湖水、海水等天然水中所關注的微量元素時，加入8-羥基喹啉，如果水中含鎂少可適當加入鎂，由于微量元素是不直接沉淀的，鎂加進去后與8-羥基喹啉沉淀，其它元素(如鉛、鎘等)就可以共沉淀。對于200ml的水，共沉淀后經過過濾得可到20mg 的共沉淀物，經計算，富集的效果是濃縮了10,000倍。而通常的加酸加熱富集方法只能濃縮10倍20倍。得到的共沉淀物可以用原子吸收直接分析。張教授強調，共沉淀鎘等回收率比較低的元素時，還要加入一些單寧酸等來加強共沉淀的效果。

　　共沉淀富集前處理方法實例

　　此外，體系中的pH條件不同，可以沉淀不同價態(tài)的金屬離子，因此通過控制體系中的pH條件，共沉淀還可以用于元素的價態(tài)分析。在這方面，張教授做過分析海水中鈷元素價態(tài)的研究。.

　　2)揮發(fā)蒸餾

　　張教授講到，揮發(fā)蒸餾也是一個非常經典的方法，適用于常量和微量組分的分離分析，該方法選擇性高，分離富集可同時進行。溶液樣品的濃縮有很多方法，但在分析固體時，經常遇到的情況是固體樣品中待分析物質含量低于檢測限，而固體樣品可用的富集方法很少。為此，張教授開發(fā)了一種方法，即將生物樣品等樣本直接放在馬弗爐中，生物樣品、食品、動植物等均為有機質，通過一定溫度下一定時間的加熱后就會變成二氧化碳和水等逸出，剩下殘渣，通過溫度控制待測物質不揮發(fā)掉，這就是一個濃縮過程。殘渣量一定少于原來的樣本量，通過計算，該方法可濃縮5~60倍。生物樣品的濃縮溫度以及能濃縮多少倍與樣本中的主要元素(如鉀、鈉、鈣、鎂)呈對數關系，張教授通過研究建立了一個經驗公式，并給出了一些經驗參數，通過公式和參數，只要知道生物樣品中的主要元素就可以估算預計濃縮倍數需要的溫度。

　　此外，在這部分中，張教授還介紹了他在日本做過的聯(lián)合國社會組織的項目，分析火山湖(沒有人類污染)中的BHC (六六六，Bezene Hexachloride) 含量，分析結果為，可檢測到含量低至pg級的BHC。張教授還展開來介紹了蒸餾在純化方面的應用，比如一些可以有效純化酸的蒸餾裝置。

　　激光剝蝕-電感耦合等離子體質譜(LA-ICP-MS)

　　LA-ICP-MS系統(tǒng)是張教授實驗室新購置的儀器，去年底安裝，今年年初安裝完畢。 眾所周知，ICP-MS廣泛應用于無機分析。但ICP-MS只能測定溶液樣品，分析固體樣品時消解時間長，存在元素的揮發(fā)、污染環(huán)境、消解不完全的可能，且所有固體樣品必須破壞，無法實現(xiàn)微區(qū)分析和深度分析。

　　張教授介紹，激光剝蝕法(Laser ablation)是固體進樣方法中研究最活躍的方法之一，是富有分析潛力的固體微區(qū)分析新技術。該方法具有較好的分辨率(5-10μm)、高靈敏度和低檢出限(亞ppm級)且氧化物及多原子離子干擾少，并有效避免了繁瑣、耗時的濕法化學消解過程，可對均勻固體樣品直接進行分析，是一種相對無損的分析方法。

　　LA方法的原理是利用高能量激光把固體樣品中的各種元素直接蒸發(fā)出來，載入ICP-MS中進行分析。該方法的優(yōu)點是可對固體樣品直接進樣分析、分析速度快、應用范圍廣(地質、冶金、考古、刑偵等)、可實現(xiàn)微區(qū)非破壞分析、獲得不同層的深度剖面分析。

　　LA產品主要有固態(tài)激光和氣體激光。氣體激光的能量較大，激光束均勻性好，對同位素也可獲得好的結果。

　　LA-ICP-MS系統(tǒng)

　　氣體激光LA相當于一個進樣系統(tǒng)，但價格比ICP-MS還要高，約30萬美金;張教授實驗室安裝了國內最先進的氣體激光LA進樣系統(tǒng)，可用于整體分析、微區(qū)分析、深度分析、特定微區(qū)的描跡、材料的原位狀態(tài)分析、包裹體分析、同位素分析、大氣顆粒物分析以及生物體組織、樹木樣品、指紋分析等。