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電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀進行碘129的超痕量分析
閱讀：1646 發(fā)布時間：2022-8-16本研究的目的是應(yīng)用 8800 在 MS/MS 模式下測定 129I，在前期工作的基礎(chǔ)上進一步提高 129I 的檢測限和 129I/127I 的精密度，同時獲得遠高于 ICP-QMS 的豐度靈敏度。
實驗儀器研究使用 Agilent 8800 電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀。標(biāo)準(zhǔn)化的進樣系統(tǒng)由玻璃同心霧化器、石英雙通路 Peltier 制冷 Scott 霧化室和 2.5 mm 入口內(nèi)徑 (ID) 的整體石英炬管組成。表 1 列出了 ICP-MS/MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 的操作參數(shù)。
參考物質(zhì)和校正標(biāo)準(zhǔn)品將 129I 同位素標(biāo)準(zhǔn)溶液 [NIST SRM 3231 標(biāo)準(zhǔn)溶液 I 和標(biāo)準(zhǔn)溶液 II（NIST，Gaithersburg MD，USA）] 用 0.5% 四甲基氫氧化銨 (TMAH) 的去離子水溶液稀釋，制備校正標(biāo)準(zhǔn)品系列。標(biāo)液 I 的認(rèn)證值為 129I/127I = 0.981 x10-6 ±0.012 x 10-6，標(biāo)液 II 的認(rèn)證值 = 0.982 x 10-8 ± 0.012 x 10-8。使用碘化鉀制備碘空白基體（無 129I），含碘 889 mg/L（僅127I），然后根據(jù)需要進行稀釋。這些標(biāo)準(zhǔn)溶液用于檢測碘同位素響應(yīng)的線性和測定 129I/127I 比值。
結(jié)果和討論通過和氧氣反應(yīng)消除了 Xe+ 的干擾為了強調(diào) MS/MS 在此應(yīng)用中相對于 ICP-QMS 的優(yōu)勢，將 8800 首先僅在單四極桿模式運行，讓所有離子都進入池內(nèi)——即 Q1 僅用于簡單的離子導(dǎo)入，這基本上復(fù)制了傳統(tǒng)的 ICP-QMS 系統(tǒng)的特性。使用 127I 空白溶液（稀釋到8.89 mg/L），在無反應(yīng)氣模式和氧氣為反應(yīng)氣的反應(yīng)模式兩種條件下采集數(shù)據(jù)。圖 1 對無反應(yīng)氣與氧氣作為反應(yīng)氣兩種模式下的等離子體背景譜圖進行了對比。通過以下方式，氧氣和氙離子反應(yīng)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移：Xe+ + O2 → Xe + O2+, k = 1.1 x 10-10Xe+ 轉(zhuǎn)變成中性 Xe 原子，從譜圖中消失。這樣，來自129Xe+ 的干擾被降至了儀器背景的水平，可以進行 129I 測定。但要注意 ICP-QMS 相對較低的豐度靈敏度——127I 峰向低質(zhì)量數(shù) m/z 126 一側(cè)拖尾（log 坐標(biāo)）。這對本研究雖然不會造成影響，但如果測定 m/z 126 則會出現(xiàn)問題。
通過 MS/MS 提高豐度靈敏度然后將 8800 切換成 MS/MS 模式：將 Q1 設(shè)定成只允許m/z 127 和 m/z 129 的離子進入池內(nèi)。Q2 設(shè)置為排除目標(biāo)分析物質(zhì)荷比（m/z 127 和 m/z 129）外的所有離子。在池內(nèi)通入氧氣去除 Xe+，如圖 1 中下圖所示。對NIST 3231 標(biāo)液 I 和標(biāo)液 II 進行了測定，疊加譜圖如圖 2 所示。兩種溶液中含 127I 均為 88.9 mg/L 。可以看到，MS/MS 模式下譜圖的豐度靈敏度遠遠高于ICP-QMS（圖 1），峰兩端回落到基線，不再出現(xiàn)拖尾。這極大地提高了豐度靈敏度，從而可以開展以前 ICP-QMS（無論是 ICP-QMS 還是高分辨率 ICP-MS）不可能完成的應(yīng)用，比如高純度金屬中的痕量分析、臨床和石化分析以及其他放射性核素的分析等。
127I 和 129I 的校準(zhǔn)曲線為了測試兩種碘同位素的線性，將 NIST 3231 SRM 標(biāo)液 I用 0.5% TMAH 稀釋配制不同的濃度系列進行分析。127I和 129I 的校準(zhǔn)曲線如圖 3 所示。兩種元素都獲得了良好的線性。127I 和 129I 的背景等效濃度 (BEC) 分別是 2.97 µg/L和 0.04 ng/L，而檢測限 (3σ, n = 10) 分別是 0.26 µg/L 和0.07 ng/L。由于吸入溶液的殘留，127I 的 BEC 和 DL 相對較高。因為 8800 ICP-MS/MS 更高的靈敏度和更低的背景，129I 的檢測限比以往測定的結(jié)果 (1.074 ng/L) 低大約15 倍。NIST 3231 SRM 標(biāo)液 I 和標(biāo)液 II 的分析還用 8800 ICP-MS/MS 對不同濃度 NIST 3231 SRM 稀釋液中 129I/127I 的比值進行了測定。結(jié)果匯總于表 2?？鄢?29I 空白后，NIST 3231 SRM 稀釋液中 129I/127I 的測定值與認(rèn)證值 0.981 x 10-6（標(biāo)液 I）和 0.982 x 10-8（標(biāo)液 II）符合度良好。由于 8800 優(yōu)異的信噪比，尤其是 NIST 3231標(biāo)液 II，與以往的研究相比，精密度有了顯著提升。
結(jié)論由于比 ICP-QMS 更優(yōu)異的信噪比，新型 Agilent 8800 ICPMS/MS 在應(yīng)對這一富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中表現(xiàn)出了的分析性能。分析結(jié)果證實了對超痕量 129I 精確的測定能力以及 NIST 3231 標(biāo)液中碘同位素比值與認(rèn)證值的高度吻合。這一性能通過 MS/MS 模式*的超高豐度靈敏度得以實現(xiàn)。雖然 8800 的豐度靈敏度在本研究的 129I 測定中并非必bu可少，但它將會在 ICP-MS 目前無法實現(xiàn)的高純度金屬和放射性核素測定方面拓展新的應(yīng)用。