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2016上半年ICP-MS新品清点:争相斗艳 各有所长

发布时间:2017/11/30 00:00

  电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry,ICP-MS,文中首要指四极杆式ICP-MS),是20世纪80年月成长起来的无机元素阐发手艺。它以怪异的接口手艺将ICP的高温电离特征与四极杆质谱计的活络快速扫描的长处相连系,构成一种新型的元素和同位素阐发手艺,可阐发跨越七十种元素及质量数规模5~285amu的同位素。与传统无机阐发手艺比拟,ICP-MS手艺供给了检出限低、动态线性规模宽、干扰少、紧密度高、速度快和可供给切确的同位素信息等阐发特征,从机能上比传统的无机阐发手艺如电感耦合等离子体光谱(ICP-AES)、原子接收(AAS)和原子荧光(AFS)等有较大的晋升。ICP-MS还可以与其他手艺如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和激光烧蚀进样系统(LA)联用,进行元素的形态、散布特征等阐发。与磁场电场双聚焦式电感耦合等离子体质谱(如MC-ICP-MS和HR-ICP-MS)、飞翔时候式电感耦合等离子体质谱(ICP-TOFMS)比拟,ICP-MS价钱低廉,操纵简单,且机能可以或许知足大大都利用需求,是普及率最高的ICP-MS飞行时间质谱仪。

  跟着ICP-MS手艺的敏捷成长,ICP-MS全球装机量已在8000台以上,而中国ICP-MS市场成长加倍快速,每一年采购量跨越600台。并且,将来5年ICP-MS将是增加最快的阐发仪器,其缘由包罗:国度、行业尺度的更新,更多的ICP-MS方式进进尺度,如:2015版中国药典中,不单新增了ICP-MS法检出限和方式定量限,并且方式可用于I、II、III部。同时2015药典中新增了As和Hg的LC-ICP-MS形态阐发方式;别的,于2016年3月21日正式实施的《GB 500911-2014食物中总砷和无机砷的测定》增添了总砷测定的ICP-MS法和无机砷测定的LC-ICP-MS法。

  “十三五”计划中对泥土、地下水等的检测、修复治理的存眷将会愈来愈多,一样会给ICP-MS带来更多的机缘。5月28日,国务院印发了《泥土污染防治步履打算》(简称“土十条”),打算明白指出增强泥土污染防治,慢慢改良泥土情况质量等,泥土重金属污染监控是此中主要的一环。随之,环保部发布了与土十条合用的泥土检测尺度,此中包罗了ICP-MS测定重金属方式。可以预期,将来几年中国ICP-MS市场仍会强势增加。

  别的,ICP-MS 的价钱也在逐步走低,使ICP-MS走进通俗尝试室成为可能。ICP-MS成了环保、金属、临床研究、食物平安、半导体和地球化学尝试室进行常规和复杂元素阐发的最好选择。

  国际上ICP-MS的首要出产商有安捷伦、珀金埃尔默、赛默飞,德国耶拿、岛津等,而国产仪器厂商也在积极研制ICP-MS产物,厂商别离有天瑞仪器、聚光科技、钢研纳克等。2016年上半年,ICP-MS厂商们不谋而合、纷纭推出新产物,包罗赛默飞的iCAP RQ、钢研纳克的PlasmaMS 300、安捷伦的8900 ICP-QQQ、岛津的ICPMS-2030,关于新品环境以下:

  赛默飞ICP-MS新品iCAP RQ

 

Thermo ScientificTM iCAP RQ ICP-MS(左,2016)、iCAP Q ICP-MS(右,2012)

  赛默飞本年新推出的新品iCAP RQ在定名上与他的上一代产物iCAP Q一脉相承,很轻易让人感觉是一个进级版本。为此编纂还特地找出了2012年加入iCAP Q发布会时拍得照片(见上图)。图片对照看看,新品外形加倍“柔和”了一些。

  iCAP Q的发布会也是本编纂加入的,记适当时让人印象最深的是,“较之前的产物,iCAP Q进行了周全改革,除采样锥没有改革外,其它所有手艺全数改良。”采样锥、截取锥和提取透镜均安装在一个安定的接口开门上,直接扭转便可打开该门,保护便利;直角正离子偏转透镜(RAPID透镜)手艺实现阐发离子的90度偏转和聚焦功能,这类90°偏转的离子透镜系统,将光子和中性粒子噪音降到最小,而且大幅进步了阐发的不变性,无需平常洁净保护,离子聚焦的结果也更好,从而大大改良了ICP-MS的信噪比;四级杆碰撞反映池QCell Flatapole具有质量挑选功能,连系具有动能轻视效应的氦气碰撞模式,可以或许取得优良的干扰消弭结果,即使是低质量元素(如锂、铍和硼)也可取得ppt级的检出程度。

  时隔4年,2016年4月12日,赛默飞在北京发布了新产物Thermo ScientificTM iCAP RQ ICP-MS。iCAP RQ固然是iCAP Q的进级版本,可是在担当iCAP Q的上风手艺的同时,也有多项手艺改革,如iCAP RQ采取了全新的、具有超长焚烧靠得住性的固态射频产生器;据先容,在新品发布前,曾在工场进行过10000次焚烧实验,实验成果表白,对一个天天开机的尝试室来讲,该新固态射频产生用具有超长的利用寿命。别的,iCAP RQ在扩大正常运行时候、进一步进步易用性方面具有壮大的功能。智能干扰往除和主动样品处置附件,使它很是合适空间有限、同时对机能要求又极高的尝试室。该仪器可以24/7无人值守的进行样品阐发,最大化尝试室的样本通量和整体效力。并且,Qtegra软件操纵矫捷、可以在分歧的方式之间轻松地切换,而不需要进行专门的培训。

  钢研纳克ICP-MS新品PlasmaMS 300

PlasmaMS 300

  2016年5月23日,钢研纳克在CISILE 2016时代推介新产物电感耦合等离子体质谱仪PlasmaMS 300。该新产物是钢研纳克牵头的国度重大科学仪器装备开辟专项“ICP痕量阐发仪器的研制与利用”的功效,于4月经由过程组织部分验收。而且,钢研纳克已在永丰建成ICP光谱仪、ICP质谱仪财产基地,将靠得住性办理的理论、东西、方式和设备利用于阐发仪器开辟的全流程,成立了完全的质量办理系统,扶植了ICP射频源、激光烧蚀进样系统、ICP全谱光谱仪、ICP质谱仪4条出产线。近期,钢研纳克等离子质谱仪PlasmaMS300顺遂经由过程内蒙古自治区稀本地货品质量监视查验研究院验收。

  PlasmaMS 300中采取了钢研纳克自立研发的四极杆RF电源、ICP离子源、全中文操纵软件等,此中,四极杆RF电源 利用直接数字频率合成手艺,共同国产四极杆,完全知足高分辩元素阐发的需求。钢研纳克在钢铁、矿产等冶金及相干行业中具有的丰硕堆集,PlasmaMS 300的利用范畴也首要对准了以上范畴。

  据先容,在该项目中,钢研纳克成功研制了激光烧蚀进样系统(LA),该手艺属于国内初创,并具有聚焦定位、微区导航等进步前辈手艺。LA-ICP-MS联用是钢研纳克ICP-MS产物所具有的竞争上风,由于今朝国际上还没有一家仪器公司可以或许同时供给LA和ICP-MS两种仪器装备,钢研纳克是世界上第一家,有前提、有能力、可以很是矫捷地为客户供给定制化的解决方案,进而占据这一市场。

  LA-ICP-MS可以对固体样品剥蚀直接进样,无需复杂的样品前处置进程,避免了溶液进样进程中的一些干扰身分的影响。并且,跟着激光固体进样手艺的前进,和ICP-MS手艺的成长,LA-ICP-MS作为一种高活络度、高精度的,并可供给多维的、高分辩信息的原位微辨别析手艺,势必在元素阐发与空间散布阐发中占有主要的地位,具有极佳的利用远景。

  安捷伦ICP-MS新品8900 ICP-QQQ

  2016年6月23日,安捷伦在北京召开了新品发布会,推出 Agilent 8900 串连四极杆 ICP-MS系统(ICP-QQQ)。

 

Agilent 8900 ICP-QQQ(左,2016)、8800 ICP-QQQ(右,2012)

  2012年,安捷伦发布了世界首款具液相色谱-质谱联用仪有 MS/MS 功能的8800 ICP-QQQ。今朝安捷伦依然是市场上串连四极杆ICP-MS 手艺的独家供给商。最近几年来ICP-MS最冲动人心的立异即串连四极杆手艺。8800 ICP-QQQ的质量阐发器首要由两个四极杆和位于它们之间的碰撞反映池(ORS3)构成,此中四极杆(Q1)可以经由过程切确质量分手,选择节制进进反映池的离子,离子在反映池中可以进行可预感的反映,再由Q2切确质量分手,以mass-shift法取得精确的痕量定量成果。合用于对复杂基质中易受多原子离子、双电荷离子、同质异位素干扰和受相邻基体元素同位素拖尾影响的超痕量元素进行阐发。

  相较于8800 ICP-QQQ,历经4年推出的第二代ICP-QQQ产物8900的活络度进步了2倍,对难以阐发的元素硫、硅和磷的供给更低的检测限(<50ppt),单纳米颗粒阐发能力大幅进步。至于若何到达以上三大机能的晋升,据领会,8900 ICP-QQQ采取的4级泵系统使得系统的真空机能加强,改良的离子透镜和轴向加快的池手艺使得8900 ICP-QQQ的活络度进步了2倍。一样是因为采取了轴向加快的池手艺,和惰性材料的利用,使8900 ICP-QQQ在检测硫、硅和磷时具有最好的检出限。而高活络度、01ms最小积分时候、收集与阐发能力极强的sNP软件等手艺让8900 ICP-QQQ的单纳米颗粒阐发具有明显上风,即便粒径小于10nm纳米颗粒也能取得极佳的阐发结果。

  至于谈到中国市场对8900 ICP-QQQ需求的远景,安捷伦相干人士先容到,ICP-QQQ是一个很好的研究东西,而在“十三五”时代,国度对科研投进将进一步加大、新材料研制也是重点成长范畴,这些都将对8900 ICP-QQQ发生庞大的需求。安捷伦科技中国原子光谱利用司理宋娟娥说到,实在,中国市场对ICP-QQQ有着怪异的需求,如中国事稀本地货量大国,高纯稀土阐发在中国的需求很是大,而高纯稀土范畴的利用是8900 ICP-QQQ的“靶向”用户;中国仍是半导体系体例造的大国,是8900 ICP-QQQ远景的利用范畴;现在,对小我基因和数据进行办理的精准医疗“大热”,而中国生齿是最多的,对硫和磷元素具有极低检出限的8900 ICP-QQQ与精准医疗相共同,势必使其在精准医疗范畴大放异彩。

  岛津ICP-MS新品ICPMS-2030

  2016年6月29日,岛津登岸中国市场的第一款ICP-MS产物ICPMS-2030正式发布。因为某些缘由,岛津的ICP-MS产物一向没有投放中国市场。实在,岛津公司早在1986年就推出了ICP-MS仪器,至今已有30年的成长过程。而ICPMS-2030是岛津公司的第三代ICP-MS产物。岛津ICPMS-2030的推出,让中国阐发工作者又多了一种选择。

ICPMS-2030

  ICPMS-2030最凸起的特点是具有助手功能的智能化软件,别离缩短成立方式与数据阐发的时候,使效力大大进步。方式开辟助手基于内置的全元素数据库,主动选择最好的质量数和内标元素,并主动给出校订曲线样品的浓度规模。诊断助手能主动查抄存在的干扰,进步了数据的靠得住性。

  另外一个特点是采取了广受好评的Mini矩管,将氩气的耗损量节制在同类产物的二分之一摆布。并且,ICPMS-2030可使用纯度为9995%的氩气,相对来讲,9995%的氩气的价钱要廉价些。ICPMS-2030经由过程采取Mini炬管系统、Eco模式和9995%纯度氩气便可运行三种手段,下降了仪器的运行本钱,其运行本钱低于常规ICP-MS的30%。在线检漏仪ICPMS-2030这一“低运行本钱”特点恰是代表了今朝阐发仪器向着节能降耗“绿色”标的目的成长。

  今朝,中国市场上其他ICP-MS供给商的新品发布环境以下:珀金埃尔默于2014年推出Nexion 350,安捷伦2014年推出单四极杆的7900,德国耶拿2015年2月推出PlasmaQuant ICP-MS,而江苏天瑞仪器于2014年将原ICP-MS 2000进级为带有碰撞反映池的ICP-MS 2000E,2015年10月聚光科技推出了Expec 7000。还有,收购了GBC的工具阐发行将推出等离子飞翔时候质谱仪(ICP TOFMS)Optimass 9600。

  最近几年ICP-MS仪器获得了一些重大的冲破。因为碰撞/反映池系统和三重四极杆的呈现,光谱干扰被有用地下降;微流手艺的成长促使了等离子源的改良,使得样品的需求量更低、进进质谱系统的样品基体量更少,而且在单细胞阐发范畴表示凸起;微电子学的进展使仪用具有更快的数据收集速度并改良了数据的存储,从而使得痕量级此外阐发成为可能。时至本日,ICP-MS自己已足以应对超痕量级此外阐发,制约很多阐发的瓶颈反而是来自于样品的前处置步调,新型的、综合的样品前处置方式和仪器阐发方式依然必需继续加以成长。

  ICP-MS热门利用研究范畴

  ICP-MS仪器手艺的成长也鞭策着利用范畴拓展。ICP-MS在金属组学、形态阐发、纳米颗粒阐发、新材料等重点范畴饰演着关头的脚色。

  纳米颗粒阐发:因为存眷纳米颗粒对健康和情况潜伏的影响,和若何在制造进程傍边对其加以表征等,使得它的表征方式开辟进展遭到了极大的存眷。因为ICP-MS强有力的手艺能力使之可对应ppb级此外纳米粒子浓度、粒径巨细和粒径散布的测试,使得ICP-MS走在了这些方式的最前沿。

  固然ICP-MS是一种强有力的手艺,但纳米颗粒阐发对当前的仪器装备依然是个挑战,仪器制造商们也在尽力进步仪器装备的能力。例如,最低驻留时候被尽力地做到50微秒,亦即每秒钟有20000次自力的丈量。这使得及时的单粒子信息收集成为可能,并由此可供给纳米离子的浓度、巨细和粒径散布等信息。

  金属组学:金属组学是最近几年来成长的一个“组学”范畴,它侧重存眷于生物系统如人体傍边金属的感化,包罗必须金属如铜、铁、锌或钼等供给不足的影响,或过量有害元素如砷、铬或镍所酿成的风险。

  ICP-MS仪器上的多项进展,有助于金属组学的延续成长,反过来讲,ICP-MS在金属组学研究范畴有着最好的机遇。另外,医学范畴的利用不竭地出现,此中LC-ICP-MS连用手艺可用于辨别那些用于标识表记标帜和替代的金属——在这之前这类金属的检测则依靠于传统的放射性同位素标识表记标帜法。

  形态阐发:形态阐发是ICP-MS的另外一项主要利用范畴,并且它也取得愈来愈多的存眷,出格是期看一些有毒有害元素(例如食物中的砷和水中的铬)遭到管控的范畴。在形态阐发傍边,ICP-MS与其他的分手手艺毗连。跟着LC、GC、IC联用ICP-MS的接口和软件的不竭改良,再加上ICP-MS轻易定量和谱线比力简单的上风,使得ICP-MS在形态阐发中阐扬侧重要感化。

  当色谱和ICP-MS连用时,ICP-MS具有必然水平的耐盐性。这使得LC-ICP-MS的阐发方式具有稳健性、可反复和低达亚ppb的检出限等特点。另外,当利用LC-ICP-MS来做形态阐发时,检测器仅对金属/非金属元素有旌旗灯号的响应,那些颠末消解的有机成份则不会有响应的旌旗灯号干扰。这使得一些复杂样品——从生物类样品如尿液血液到食物如大米和海鲜的阐发变得简单。

编纂:刘丰秋

 

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