ICP-MS/MS使用MS/MS功能，消除痕量元素分析中的質(zhì)譜干擾

作者：

Ed McCurdy，安捷倫 ICP-MS 市場專家

Glenn Woods，安捷倫 ICP-MS 應(yīng)用專家

Noriyuki Yamada，安捷倫 ICP-MS 研發(fā)專家

 

安捷倫科技在 2012 年 1 月世界上首款電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀 8800 ICP-MS/MS。本文作為后續(xù)跟蹤報(bào)道，將 8800 ICP-MS/MS 的性能與現(xiàn)有四極桿 ICP-MS進(jìn)行了對比，還將詳述該串聯(lián)質(zhì)譜儀 (MS) 的硬件及其 MS/MS 模式獨(dú)有的分析優(yōu)勢。

圖 1. 安捷倫 8800 ICP-MS/MS 示意圖。（）

 

8800 串聯(lián)質(zhì)譜儀配置兩個(gè)四極桿：第一個(gè)四極桿 (Q1) 位于碰撞/反應(yīng)池之前， Q1 作為第一級質(zhì)量過濾器（MS/MS 模式），將剔除目標(biāo)分析離子以外的所有離子。因此，MS/MS 模式能夠確保進(jìn)入碰撞/反應(yīng)池 (CRC) 的離子均在控制之中并且不因樣品基體的變化而受影響。MS/MS 提供了全新的途徑，能夠通過化學(xué)反應(yīng)消除 ICP-MS 中的質(zhì)譜干擾，并確保基質(zhì)的變化或其他分析元素均不會影響目標(biāo)分析物的測定。

 

對于配備 CRC 的傳統(tǒng)四極桿 ICP-MS (ICP-QMS)，樣品在進(jìn)入反應(yīng)池之前無法進(jìn)行質(zhì)量過濾，因此樣品中的所有離子都會進(jìn)入反應(yīng)池。在測定不同基體的樣品時(shí)，由于基質(zhì)引起的多原子離子會對待測離子產(chǎn)生新的干擾。即使樣品基質(zhì)經(jīng)過良好的處理且能夠保持一致（如采用高純半導(dǎo)體級試劑），共存分析物的含量也可能會發(fā)生變化，這將會影響傳統(tǒng) ICP-QMS 反應(yīng)池中形成的多原子離子。ICP-MS/MS 將通過 MS/MS 模式消除因共存分析物含量變化和可變基質(zhì)造成的結(jié)果差異。

 

      

圖 2. 傳統(tǒng)的 ICP-QMS 根據(jù)測定反應(yīng)池中形成的多原子離子 TiO⁺ 來計(jì)算 Ti的含量，結(jié)果與理論同位素豐度完全一致。（）

       

圖 3. 10 ppb 的 Ni（藍(lán)色）、Cu（綠色）和 Zn（粉色）條件下，Ti (1 ppb) 的 ICP-QMS 譜圖。其中所有的 TiO⁺ 多原子離子都與 Ni⁺、Cu⁺ 或 Zn⁺ 發(fā)生重疊。（）

       

圖 4.  10 ppb 的 Ni（藍(lán)色）、Cu（綠色）和 Zn（粉色）條件下，使用安捷倫 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式所得 Ti (1 ppb) 的譜圖。（放大圖片）

 

在 8800 ICP-MS/MS 的反應(yīng)池中，可采用兩種不同的反應(yīng)模式分離分析物與干擾離子：

這些反應(yīng)模式方法也可用于傳統(tǒng)的四極桿 ICP-QMS，圖 2 所示為使用氧氣作為反應(yīng)池氣體測定 1 ppb 單元素鈦標(biāo)準(zhǔn)品的結(jié)果。在反應(yīng)池中，Ti 將與 O₂ 反應(yīng)生成 TiO⁺，可以通過測定多原子離子 TiO⁺ 的含量來定量 Ti。對于普通 TiO⁺，在質(zhì)量數(shù) 62、63、64、65 和 66 處進(jìn)行測量；對于由 Ti 同位素生成的 TiO⁺，則在質(zhì)量數(shù) 46、47、48、49 和 50 處進(jìn)行測量。TiO⁺ 的峰型分布與 Ti同位素的理論豐度一致。

 

但是，圖 3 中的重疊譜圖說明了使用傳統(tǒng) ICP-QMS 進(jìn)行該分析時(shí)面臨的問題：多原子離子 TiO⁺ 受到共存分析物 Ni、Cu 和 Zn（濃度均為 10 ppb）同位素的干擾。Ni、Cu 和 Zn存在的天然質(zhì)量數(shù)分別為 62 和 64 (Ni)、63 和 65 (Cu) 以及 64 和 66 (Zn) 的同位素，使用帶反應(yīng)池的 ICP-QMS 進(jìn)行測量時(shí)，它們會共同疊加到所有的多原子離子Ti¹⁶O⁺ 上。

 

相比之下，使用安捷倫 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式下進(jìn)行測量時(shí)，Q1 將剔除目標(biāo) Ti⁺ 離子以外的所有質(zhì)量數(shù)的離子，確保測量多原子離子 TiO⁺ 時(shí)不會與其他基質(zhì)或分析物元素發(fā)生疊加。圖 4 所示疊加譜圖的樣品基質(zhì)與 圖 3 相同，但圖 4 采用的是 8800 的 MS/MS 測量模式。所有樣品都獲得了一致的 TiO⁺ 峰型分布（符合 Ti 同位素的理論豐度），此結(jié)果證實(shí)使用 8800 在 MS/MS 模式下測量 Ti 時(shí)，即使有共存分析物 Ni、Cu 和 Zn，也可獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

 

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