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主题:【原创】献给用ICP-MS分析的小白——ICP-MS的前处理方法有哪些

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阶前尘
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一般情况下,分析一个样品只需几分钟到几十分种,而样品预处理却要花几个小时乃至几十个小时。因此样品预处理方法与技术的研究一直是分析工作者极其关注的问题。对各种样品预处理新方法、新技术的探索、研究与完善,已成为重要的研究课题和发展方向之一。具体到ICP-MS分析的时候,前处理显得就更为重要了,因为它对基体的耐受性要比原子吸收、原子荧光等要差些,高基体的样液极易造成干扰,而且对仪器本身的损耗也更为严重。合适的前处理方法不但能保证你的测试结果的准确性,也能减小分析对仪器造成的伤害。以下笔者简单介绍下一些无机分析的前处理方法。如下图,这个分类是简单的归纳,有些可能互相包含,但是为了叙述方便暂且如此吧,高手轻拍!



一、稀释法
很多人可能会说这也叫前处理吗?没错,这是比较省时的前处理,但是如果你说它容易的话说明你确实还处于无机分析的初级阶段。有的样品可不经复杂的预处理过程,如血清、组织液等本身为液体的样品,在测定其中的金属元素含量时,可用水、稀酸溶液、含表面活性剂(如Triton X-100)或有机溶剂(如正丁醇、乙酸乙酯)的水溶液简单稀释后测定。如血清样品可用6%正丁醇水溶液或1%硝酸水溶液稀释;全血可用0.01%Triton X-100水溶液稀释后测定。也有实验室采用异丁醇对油类样品稀释后直接引入电感耦合等离子体质谱仪进行检测。毛发、软组织、指甲、骨、牙等固体样品也可用适宜的溶液溶解后测定。如用25%四甲基氢氧化铵的乙醇溶液溶解骨、指甲、毛发、软组织等,再适当的稀释并过滤后即可上机分析。
二、酸提取
用酸溶液直接从样品中提取待测成分,不需完全分解破坏有机物,只需将待测成分定量转移到溶液中,故所用试剂量比较少,处理过程简单,处理条件温和,空白值低且造成待测成分损失或污染的可能性小。但需注意基体干扰和提取效率是否能达到分析要求。例如,用1mol/L HCl浸提粪便中的锌;用2mol/L HCl 于60℃水浴加热1h定量提取血浆中的锰;1%的硝酸可定量提取标准参考物质牛肝中的镉、铜、锌、锰;用三氯乙酸从血清蛋白中提取铁等。也有实验室用5%硝酸提取牙膏和化妆品中的锶和其它元素铅、镉、砷、铬、银、钡、镍和硒,然后用ICP-MS检测。
三、矿物化法
无机分析中应用较为广泛的方法,一般习惯叫消化法。可分为干法和湿法两种。这种方法基本上消灭了样品中的有机物,故曰矿物化。因为绝大多数样品都是以有机物的形式存在的,消化的目的是用以破坏和分解样品本身的有机成分,使被检的无机离子分离出来。湿法消化指在加热条件下,用氧化性强酸、或混合酸,破坏和分解有机物,适用于大多数样品。常用的酸有硝酸、盐酸、高氯酸以及它们的混合,常用的混酸比例为硝酸+高氯酸=4+1或5+1,特殊行业会用到硫酸和氢氟酸。如测定扇贝中的砷元素,一般要加硫酸以提高消解温度,使有机砷释放出来,否则用原子荧光测定的话会导致结果偏低。如果用ICP-MS检测尽量避免引入氯和硫元素,因为会引入多原子离子干扰。干法消化机就简单粗暴了许多,直接先用高温将样品碳化,然后置于马弗炉中550℃高温进行灰化,再用细算溶解残渣,过滤后即可上机分析。但是干法消化对于一些低温元素是不适用的,如铅、镉、汞等,它们在高温下很容易损失。即便是高温元素,有些也是不适用于干法的,如测定铁元素的时候,样品在灰化过程中铁很有可能转化成四氧化三铁,稀酸打不开,结果往往容易偏低。比如国标中对奶粉中钙铁锌等检测的时候,推荐的干法往往易导致铁的结果偏低。所以,干法实际应用中不推荐。
四、加压分解法
严格意上讲这也是矿物化法的一种。其实际上是将样品置于密闭容器中,利用压力以提高酸的沸点以加速样品中有机物的破坏。 与常压下的湿消化相比,加压分解法的优点是提高了酸的利用率;有效防止了易挥发性元素的挥发损失;减小了空白值和降低了污染的可能性;处理温度比较低,一般不超过150℃,节约能源。但样品处理量较小,通常少于0.5g。对于低含量待测元素,为了达到其检测的目的可能需要讲消解液合并,更容易被检出。
五、微波消
严格意义上讲这也属于矿物化法的一种。 微波消解法处理样品速度快、一般3min-4min即可将样品完全分解;试剂消耗量小、空白值低;消化容器密闭,材料和试剂无挥发损失,对环境污染小、节约能源、易于自动化,并且样品制备精密度高。缺点是同样取样量小,一般不超过0.5g。不过现在出现了超级微波,据称可一取样到1g甚至以上。
六、酶分解法
利用酶分解蛋白质而进行样品处理的方法称为酶分解法,这类方法特别适于生物样品。其优点是作用条件温和,因而能有效防止待测物的挥发损失;另一特点是它可维持金属离子原有价态,因而可进行形态学分析; 例如,将胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶的混合溶液与肉作用,于pH7.8和37℃下水解蛋白质,可测定样品中的Cr(Ⅵ)和Cr(III)。
七、紫外辐射消化法
这是一种利用紫外线辐射消化样品的方法,有自动化的仪器,比如在消解血样时取样品0.05ml,置带盖的石英管中,每管加入0.1ml~0.2ml高氯酸-过氧化氢,或高氯酸-硝酸(1+1)混合酸,混匀后,放入机内,开启紫外线辐射装置,直至样品无色为止。该法具有需样量少、空白值低、自动操作等优点,适用于血样中痕量金属分析的预处理。如果大家用原子荧光和液相联机做金属的形态分析的话,可能会比较熟悉,因为这个消解步骤被集成到了整个分析过程当中。
以上就是无机分析中会用到的一些前处理方法。只是根据资料简单归纳了下,希望对版友有所帮助,不妥之处还请海涵。
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光哥
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去除基体的例如过柱子,应该也算是一种前处理方法吧。虽然用的并不多
该帖子作者被版主 阶前尘5 积分, 2经验,加分理由:讨论
阶前尘
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原文由 光哥(xsh1234567) 发表:
去除基体的例如过柱子,应该也算是一种前处理方法吧。虽然用的并不多
应该算一种,我自己就用过
wangjstw
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因为不做实验,只能了解个大概。
等到有实验的时候,想参与进去细细地体味一遍。
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2018/4/6 12:22:24 Last edit by wangjstw
www7511
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m3196622
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多谢版主分享。有没有比较好的相关参考资料呢
Insp_7c71d703
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分析很是详细,赞一个!!!!无机分析中应用较为广泛的方法,一般习惯叫消化法。可分为干法和湿法两种。这种方法基本上消灭了样品中的有机物,故曰矿物化!