ICP-M：重金属元素分析的重要手段

ICP-MS：

重金属元素分析的重要手段

□李小波 赛默飞世尔科技

ICP-MS，即电感耦合等离子体质谱仪，是Inductive Coupled Plasma-mass Spectrometer的缩写。ICP分析元素的原理为：待检样品经前处理成溶液后，被引入ICP并在ICP的高温环境下离子化，其中代表样品组成的多种元素离子被ICP-MS的接口提取到高真空的质谱仪中，经过质量筛选器（四级杆、飞行时间或磁场）的筛选，具有特定质荷比(M/Z)的离子被传输和检测。由于不同元素的离子具有不同的质荷比，所以，ICP-MS可以分析元素周期表中多达80多个元素，当然

也包括食品中含有的一些微量、痕量有毒有害元素。

有极低的检出限。伴随着越来越多ICP-MS国家标准的出台，ICP-MS必将逐渐取代GF-AAS及AFS，成为食品中重金属

ICP-MS应用现状

目前ICP-MS已经在环境、地质、食品、农产品、药品、生物医学、金属、微电子等行业得到广泛应用。在国内市场，ICP-MS在环境、地质行业的应用最为广泛和成熟，在食品、农产品行业最近才得到应用，但是相对石墨炉原子吸收方法（GF-AAS）以及原子荧光法(AFS)，ICP-MS分析方法用于分析检测食品中多种重金属元素（As、Cd、Hg、Pb、Cr）具

元素分析的首选方法。

典型ICP-MS产品

目前ICP-MS的主要生产商均为欧美公司，如赛默飞世尔科技、珀金埃尔默、安捷伦科技有限公司等。赛默飞世尔科技的ICP-MS包括四级杆ICP-MS和磁质谱ICP-MS。X Series 2为四级杆ICP-MS，配有两路碰撞反应池气体控制，适合所有行业的样品分析，而高分辨的磁式ICP-MS Element 2则具有更强的低含量检测能力和去干扰能力，适合复杂基体中易受干扰的痕量元素分析，多应用于微电子和高纯金属行业。

赛默飞世尔科技的X Series 2 ICP-MS是一款性能卓越、使用灵活的四级杆ICP-MS，采用了独特的模块化设计，并且进样系统、接口及碰撞反应池的配置皆可进行灵活的选择，可以满足最广泛类型样品的分析。此外，X Series 2 ICP-MS可以在一次进样过程中完成食品、环境样品中几十种元

图为 赛默飞世尔科技的X Series 2 ICP-MS

素的同时分析；高达9个数量级的检测

2010年第1期34 食品安全导刊 Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.器线性范围使可分析的溶液浓度范围达到ppt～1000ppm；不同元素的分析可以采用不同的仪器条件，如碰撞反应池条件、分辨率模式等等；所有的模式切换均可自动完成，在保证数据准确的同时实现自动操作，从而最大程度的节约分析时间。

以保证长期大批量分析后仪器的稳定性；在建立分析方法的过程中，充分估计样品中的盐分水平和检出限要求，选择合理的稀释倍数和内标元素，以获得理想的分析结果。

ICP-MS与ICP-AES和LC-ICP-MS的比较

ICP-AES与ICP-MS是元素分析实

ICP-MS分析重金属元素面临的问题及解决办法

食品中的重金属元素分析一直是食品分析中的一个重要课题，但由于多数重金属元素含量较低，并且基质复杂，痕量分析已成为重金属元素分析的主要挑战。

第一，ICP-MS分析痕量As、Se、Cr、 Fe面临强烈的质谱干扰。赛默飞世尔科技通过在X Series 2 ICP-MS中引入氢气/氦气混合气的碰撞反应池技术去除干扰，同时辅以简单易用的动能歧视技术，可以实现高钙高氯食品消解溶液中0.1ppb以下As和Se的准确测定。

第二，痕量Cd、Hg、Pb的分析对空白控制水平要求较高。X Series 2 ICP-MS采用小型化的进样系统，使记忆效应更低，可以减少样品间冲洗时间，提高分析效率。

第三，食品样品中的高盐分容易对仪器稳定性产生影响。由于食品基质非常复杂，在经过长期的分析后，食品中的基体容易沉积于ICP-MS的采样锥和截取锥，导致仪器信号发生漂移。为避免此类问题的出现，改善仪器设计非常必要，如提高ICP和截取锥口温度或减少进样量，减少盐分沉积；改变高温的耐基体接口设计，如X Series 2 ICP-MS中的Xt接口就是针对复杂的环境和食品样品设计，大口径和尖锐的锥口设计可

验室中两种非常重要的多元素分析仪器，两者均可在很短时间内同时分析元素周期表中的大多数元素，ICP-MS甚至可以覆盖放射性元素和同位素。从分析元素含量来看，ICP-AES适用于高元素含量的分析（ppm以上）；而ICP-MS则可以获得更低的检出限(ppb以下)，因此更适合痕量、超痕量重金属元素的分析。从仪器使用和维护看，ICP-AES具有更大的优势：使用简单，更加坚固耐用，维护成本较低并且分析稳定性也略优于ICP-MS。

LC-ICP-MS利用LC的分离能力和ICP-MS的高灵敏度，在使用ICP-MS获得元素总量信息后，还可以获得更丰富的形态信息，而不同形态的元素由于具有不同的毒性、生物利用度、迁移性，因而对环境科学与生命科学的研究具有重要的意义。作为一种理想的元素形态分析手段，LC-ICP-MS的应用日益广泛，目前已经拥有相应的食品国标方法，今后必将成为食品元素分析的重要补充。

仪器性能（如提高碰撞反应池性能，增强去干扰能力），提高仪器信噪比。赛默飞世尔科技将在所有环节上进行创新，相信具有更高性能的新仪器在不久的将来就会问世。

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作为全球知名的科学仪器生产商，赛默飞世尔科技可以针对各种物理、化学、微生物污染提供各类分析和检测工具，应对更广范围的食品安全问题。不仅如此，凭借拥有的性能卓越的仪器以及对法规的深度了解，赛默飞世尔科技还可以为研

ICP-MS技术改进方向

四级杆ICP-MS目前已经成为一种成熟的分析仪器，但是在设计方面仍然具有很大的发展空间，主要的改进体现在几个方面：首先是仪器的易用性，如减少仪器操作模式的数量，减少仪器调谐和优化时间；其次是改善

究、检测和监控以及食品安全危机，提供相应的调查和全面的解决方案。

除了采用高科技满足市场的“刚性需求”，赛默飞世尔科技还积极的投入对市场的培育以及与客户的沟通中，以便更好的维护公众健康，保障食品安全，让世界变得更清洁、更健康和更安全。

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