ICP-MS/MS使用MS/MS功能，消除痕量元素分析中的質譜干擾

作者：

Ed McCurdy，安捷倫 ICP-MS 市場專家

Glenn Woods，安捷倫 ICP-MS 應用專家

Noriyuki Yamada，安捷倫 ICP-MS 研發專家

 

安捷倫科技在 2012 年 1 月隆重推出世界上首款電感耦合等離子體串聯質譜儀 8800 ICP-MS/MS。本文作為后續跟蹤報道，將 8800 ICP-MS/MS 的性能與現有四極桿 ICP-MS進行了對比，還將詳述該串聯質譜儀 (MS) 的硬件及其 MS/MS 模式獨有的分析優勢。

圖 1. 安捷倫 8800 ICP-MS/MS 示意圖。（放大圖片）

 

8800 串聯質譜儀配置兩個四極桿：第一個四極桿 (Q1) 位于碰撞/反應池之前， Q1 作為第一級質量過濾器（MS/MS 模式），將剔除目標分析離子以外的所有離子。因此，MS/MS 模式能夠確保進入碰撞/反應池 (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，能夠通過化學反應消除 ICP-MS 中的質譜干擾，并確保基質的變化或其他分析元素均不會影響目標分析物的測定。

 

對于配備 CRC 的傳統四極桿 ICP-MS (ICP-QMS)，樣品在進入反應池之前無法進行質量過濾，因此樣品中的所有離子都會進入反應池。在測定不同基體的樣品時，由于基質引起的多原子離子會對待測離子產生新的干擾。即使樣品基質經過良好的處理且能夠保持一致（如采用高純半導體級試劑），共存分析物的含量也可能會發生變化，這將會影響傳統 ICP-QMS 反應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造成的結果差異。

 

      

圖 2. 傳統的 ICP-QMS 根據測定反應池中形成的多原子離子 TiO⁺ 來計算 Ti的含量，結果與理論同位素豐度完全一致。（放大圖片）

       

圖 3. 10 ppb 的 Ni（藍色）、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⁺ 發生重疊。（放大圖片）

       

圖 4.  10 ppb 的 Ni（藍色）、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 的反應池中，可采用兩種不同的反應模式分離分析物與干擾離子：

這些反應模式方法也可用于傳統的四極桿 ICP-QMS，圖 2 所示為使用氧氣作為反應池氣體測定 1 ppb 單元素鈦標準品的結果。在反應池中，Ti 將與 O₂ 反應生成 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⁺，在質量數 62、63、64、65 和 66 處進行測量；對于由 Ti 同位素生成的 TiO⁺，則在質量數 46、47、48、49 和 50 處進行測量。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 ICP-QMS 進行該分析時面臨的問題：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存在的天然質量數分別為 62 和 64 (Ni)、63 和 65 (Cu) 以及 64 和 66 (Zn) 的同位素，使用帶反應池的 ICP-QMS 進行測量時，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 模式下進行測量時，Q1 將剔除目標 Ti⁺ 離子以外的所有質量數的離子，確保測量多原子離子 TiO⁺ 時不會與其他基質或分析物元素發生疊加。圖 4 所示疊加譜圖的樣品基質與 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），此結果證實使用 8800 在 MS/MS 模式下測量 Ti 時，即使有共存分析物 Ni、Cu 和 Zn，也可獲得準確的結果。

 

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