报告内容

1.发展与现状

2.仪器结构与原理

3.分析性能与基本概念

4.仪器条件优化

5.准确测试因素

6.样品准确测定

一、ICP-MS的发展与现状

起源：1983年加拿大Sciex公司与英国VG公司同时推出各自的第一代ICP-MS

应用领域：生物，石油，环境，半导体，医学，核材料

二、ICP-MS的结构与原理

基本结构：ICP-MS = Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry。进样系统-离子源-接口-离子聚焦系统-质量分析器-离子检测器。

离子源：等离子体是指电离度大于0.1%，其正负电荷相等的气体。

ICP-MS气路系：等离子气：维持和稳定等离子体，保护管壁； 辅助气：用于“点燃” 等离子体及保护中心注入管； 载气：携带和输送样品进入等离子体中。

接口：接口是整个ICP-MS系统最关键的部分！

离子采集接口要求：最大限度的让生成的离子通过； 保持样品离子的完整性； 氧化物和二次离子的产率低； 等离子体的二次放电小； 不易堵塞； 产生热量少； 易于拆卸和维护。

离子聚焦系统：聚焦并引导待分析离子从接口区域到达质谱分离系统； 阻止中性粒子和光子通过。

四级杆质量分析器，在特定电压下，只允许具有特定质荷比（m/z）的离子通过。

三、分析性能与基本概念

ICP-MS的优点：适用于除少量非金属元素外所有元素的测试； 多元素快速分析； 适用于微量及痕量分析； 线性动态范围宽； 灵敏度高，背景低，检出限低； 精密度高，准确性好； 可提供同位素分析。

基本概念:

灵敏度 Sensitivity:ICP-MS中，灵敏度用计数率（counts per second, cps）表示，即一定浓度的分析物每秒产生的计数。

准确度 Accuracy:测试结果与真值间的接近程度。

精密度 Precision:规定条件下，相互独立的测试结果之间的一致程度。

背景等效浓度 BEC:BEC=待测元素的背景绝对计数值/方法灵敏度 是代表仪器和方法检测能力的重要指标。

检出限 LOD:以适当的置信水平被检出的最小测量值所对应的分析物浓度。

准确度：准确度是表示测试结果与被测量真值的一致程度。 准确度通常用误差ε 表示：ε=测定结果 – 真值 相对误差： εr=（绝对误差/真值）× 100%

精密度：精密度是指在规定条件下，相互独立的测试结果之间的一致程度。 精密度通常用标准偏差或相对标准偏差表示。 重复性：同一操作者在相同条件下测试同一对象，所得的相互独立的测试结果间的一致程度。 再现性：不同操作者在不同实验室，按相同的测试方法测定同一对象，所得测试结果间的一致程度。

检出限：适当的置信水平下被检出的最小测量值所对应的分析物浓度。 仪器检出限：采用纯水连续10次测定值的3倍标准偏差所相当的分析物浓度。 方法检出限：特定分析方法下能够识别和检测的分析物浓度。 方法定量限：特定分析方法下能够识别、检测并报出数据的分析物浓度。检出限仅是一种定性的判断依据； 检测下限则是微量或痕量分析定量测定的特征指标； 当待测物的含量≥检测下限，才可准确测定。

元素分析：

定性分析：识别和鉴定物质中含有哪些元素； 采用扫描方式在短时间内获得全质量范围或所选择质量范围内的质谱信息

半定量分析：测定元素的大致含量，以便进一步选择精确定量的分析方法； 所用试样较少

定量分析：对所测物质中元素进行精确定量； 外标法、内标法、标准加入法、加标回收法

外标法：需要标样 目标组分被检测到即可定量 进样量的误差直接影响测样结果，内标法：需要标样和内标物 目标组分和内标物被检测到即可定量 可减少进样量的误差对结果的影响 内标物必须准确添加入所有未知样品中

标准物质加入法：将一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，测定加入样品前后的浓度，其增量应等于加入的标准溶液中所含待测物质的量。加标回收法：空白加标回收：空白样品中加入定量标准物质，按样品的处理步骤进行分析，得到的结果与理论值的比值。 样品加标回收：取两份相同的样品，其中一份加入定量的待测物质标准物质；两份按照相同的分析步骤分析，加标样品所得的结果减去未加标样品所得的结果，其差值同加入标准物质的理论值之比为加标回收率 加标回收率=（加标试样测定值-试样测定值）÷加标量×100%

四、仪器条件优化

1.使用仪器  Varian 820-MS

2.仪器校正 X-Y锥孔校正；质量数校正（Tuning）

3.条件优化 雾化器流；透镜压；氧化物（CeO/Ce）；双电荷（Ba2+/Ba）；仪器背景；灵敏度（In）等

优化条件： 等离子气：13.5 L/min 辅助气：1.75 L/min 载气：0.16 L/min 雾化器：1.00 L/min RF功率：1.5 kW 泵速：6 rpm 一级透镜：-2 V 二级透镜：-160 V 三级透镜：-208 V

优化结果： Be9: 2.607400E+04 In115: 1.886790E+05 Pb208: 8.410100E+04 Ce140O16: 3.531335E-02 Ba138++: 7.468341E-03

五、准确测试因素

六、样品准确测定

标准曲线法，目的:根据标准曲线得出待测物质的含量。注意事项：样品浓度要在标准曲线浓度范围内，包括上限和下限； 最好采用倍比稀释法配制标样浓度，以保证标样浓度不会出现较大偏离； 测定标样时，应按浓度递增顺序进行； 标准样品至少含有三个浓度；标准曲线相关系数R2 ≥ 0.99。

标准加入法

标准加入法使用的前提条件：基体匹配

标准加入法的特点及适用范围：消除基体干扰； 适用于基体复杂的少量样品的测定。

标准加入法注意事项：应在校准曲线呈线性的部分测量； 所加入的标准浓度应接近样品浓度，以免曲线的斜率过大或过小，使测定误差较大； 为得到较为准确的外推结果，至少采用三个点制作外推曲线。

加标回收法

加标回收法使用的前提条件：基体匹配

加标回收法使用的约束条件：加标量不能过大，一般为待测物含量的0.5-2.0倍，且加标后的总含量不应超过方法的测定上限； 加标物的浓度宜较高，加标物的体积一般不超过原始试样体积的1%。

加标回收率测定范围：被测组分含量≤1 mg/L时，回收率允许限为70%-130%； 被测组分含量在1-100 mg/L时，回收率允许限为90%-110%； 被测组分含量≥100 mg/L时，回收率允许限为95%-105%。

加标回收率=（加标试样测定值-试样测定值）÷加标量×100%

质量控制

质量控制的目的：把误差减小到预期水平。

质量控制的原则：确保结果准确； 选择合适的分析方法和误差限。

质量控制的内容：标准曲线：绘制校准曲线（R2 ≥ 0.999）； 内标：必须检测内标强度（70%-130%）； 空白：全程序空白和实验室空白； 实验室控制样品：测定有证标准样品，其测定值在标准要求范围内； 平行样：至少10%的平行双样，两个平行样品测定结果的相对偏差应≤ 20%； 连续校准：校准曲线中间浓度点，其测定结果与实际浓度值相对偏差应≤10%；校准曲线最低浓度点，其测定结果与实际浓度值相对偏差应≤30%。