人類賴以生存的空氣、水、土壤、食品等因工業(yè)和生活發(fā)展而受到污染，相關(guān)的食品、環(huán)境、疾病相關(guān)的問題也不斷曝出。如含有無機元素汞的形態(tài)物甲基汞是一種劇毒神經(jīng)毒素，60多年前在日本發(fā)生的駭人聽聞的“水俁事件”就是由甲基汞中毒造成的。在美國和我國部分省份等地也不斷發(fā)現(xiàn)甲基汞含量超標的水域。及時發(fā)現(xiàn)水體中甲基汞等重金屬污染對維護人類健康非常重要。能否快速、準確地判斷攝入的水、食品和藥品的安全是分析應(yīng)用行業(yè)關(guān)注的問題。

　　無機元素分析在與人類生存與健康相關(guān)的領(lǐng)域以及生活的其他方面發(fā)揮著不可或缺的作用。石墨爐原子吸收光譜、火焰原子吸收光譜、氫化物發(fā)生原子吸收光譜、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等方法都是無機元素分析的主要工具。隨著分析技術(shù)的發(fā)展與成熟，ICP-MS因其在檢出限、線性范圍、平均檢測成本方面有更大優(yōu)勢而逐漸成為無機分析實驗室的首選。日前，在安捷倫科技與清華大學分析測試中心聯(lián)合舉辦的“無機質(zhì)譜創(chuàng)新技術(shù)專家研討會”上，來自國內(nèi)各界的專家和學者，在學術(shù)交流和技術(shù)探索方面分享了他們的心得。

　　在復雜基質(zhì)中尋求高靈敏度和低檢出限

　　基質(zhì)干擾是元素分析應(yīng)用中的一大難題，涉及食品、環(huán)境、生物樣本等復雜基體樣本相關(guān)的研究與應(yīng)用常會碰到基質(zhì)干擾帶來的數(shù)據(jù)結(jié)果影響。有效去除基質(zhì)干擾是近些年分析技術(shù)發(fā)展的方向之一。光譜技術(shù)伴隨著應(yīng)用需求不斷進步，隨著四極桿和串聯(lián)四極桿與ICP聯(lián)用技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，光譜技術(shù)在復雜基質(zhì)中抗干擾的能力得到大大增強。

　　清華大學分析中心在研究分析儀器硬件創(chuàng)新的同時，也將聚焦點投向了儀器應(yīng)用的新方法。分析中心研究員邢志介紹，中心的元素分析實驗室主要關(guān)注金屬元素及非金屬元素相關(guān)的科學研究與應(yīng)用研究，分析工作包括通過總金屬元素溯源判斷霧霾成因和來源，通過檢測鎘元素快速識別“鎘大米”，以及通過鉻元素分析快速建立應(yīng)對“毒膠囊”的應(yīng)用方法等。“我們不僅做元素總量檢測，還包括元素價態(tài)和形態(tài)分析，以此來綜合判斷環(huán)境和食品的安全性?！毙现菊J為，如何把元素分析的靈敏度進一步提高并得到很好的應(yīng)用是分析化學面臨的挑戰(zhàn)之一。“質(zhì)譜技術(shù)越來越成熟，ICP-MS以及ICP-串聯(lián)質(zhì)譜的出現(xiàn)給元素分析帶來了更準確的結(jié)果?！?他舉了一個研究中的例子，對生命科學研究中生物樣本磷元素的測定，傳統(tǒng)光譜技術(shù)很難精確定量，而采用ICP-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)則能夠達到10-9高靈敏度定量。安捷倫ICP--MS 8800已經(jīng)在該實驗室運轉(zhuǎn)了數(shù)年，由于其在分析復雜基質(zhì)時優(yōu)越的抗干擾能力，已成為該實驗室在復雜基質(zhì)元素分析應(yīng)用中的首選。

　　無機元素分析是北京市疾控中心的一項重要工作，該中心實驗室在光譜技術(shù)的應(yīng)用方面不斷開發(fā)新方法。“與疾病相關(guān)的風險控制與預防是我們的首要職責，我們?yōu)榧部叵到y(tǒng)開發(fā)與人體健康相關(guān)的標準方法?！敝行膶嶒炇腋敝魅蝿Ⅺ惼颊f。原子吸收光譜、原子熒光光譜及ICP-MS是該實驗室進行新方法開發(fā)應(yīng)用的重要工具。2006年頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)中的無機元素分析標準方法就是由該實驗室主持建立的。劉麗萍介紹說：“在該方法中我們新增了一些重金屬元素及修訂了部分無機元素的分析方法。砷的形態(tài)分析、甲基汞的標準方法當時都在安捷倫的液相色譜和ICP-MS平臺上進行方法開發(fā)。”該實驗室在分析復雜基質(zhì)或關(guān)鍵的樣品時，總會優(yōu)先使用安捷倫ICP-MS，“這是因為它在抗基質(zhì)干擾能力，之前的使用經(jīng)驗告訴我們即使在復雜基質(zhì)樣本中，它也能給我們帶來穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果?！?/p>

　　對于食品中元素分析，目前已經(jīng)有一系列成熟的相應(yīng)儀器和分析方法。中國計量科學研究院化學所副研究員韋超認為，雖然可選的方法很多，但在基質(zhì)成分復雜、待測物形態(tài)多樣時，干擾物消除和待測物準確定量仍然具有一定難度。韋超所在中國計量科學研究院化學所食品安全室是以食品安全計量標準方法開發(fā)、標準物質(zhì)研發(fā)為主的實驗室。食品中的元素分析是其標準物質(zhì)及標準方法涉及的一個重要方面。該實驗室配備有多臺ICP-MS及安捷倫ICP-MS 8900。元素形態(tài)的檢測要求儀器能夠具有高靈敏度從而提供更低的檢出限，對于磷、硫元素，如果使用單四級桿其檢出限一般在ppb級。而串聯(lián)質(zhì)譜可將其檢出限降低至0.1甚至0.01ppb的水平，使得低于0.1ppb的元素和形態(tài)都能得到很好的檢出效果。“安捷倫ICP-串聯(lián)四極桿的二級篩選以及mass-shift反應(yīng)是當前ICP-MS的重要創(chuàng)新?！表f超說，這對提高標準物質(zhì)的質(zhì)量非常有幫助，從而將改善檢測機構(gòu)、食品企業(yè)等實驗室的能力驗證、盲樣考核等實驗進程。

　　面對更低濃度挑戰(zhàn)，準確還原物質(zhì)真實組成

　　ICP-MS的抗基質(zhì)干擾能力不僅應(yīng)用在食品和環(huán)境領(lǐng)域，生物基體中的元素分析也需要能夠消除機制干擾的高靈敏度分析平臺。中科院生態(tài)研究中心致力于環(huán)境生態(tài)研究，在化學污染物和生命必需元素在環(huán)境中的行為、環(huán)境污染控制、飲用水質(zhì)凈化等諸多方面提供先進的方法和技術(shù)。近些年，該中心也逐漸在把重心從純粹的環(huán)境研究轉(zhuǎn)移到人體和環(huán)境相關(guān)的動態(tài)分析。該中心研究員胡立剛介紹，中心實驗室越來越多的研究任務(wù)涉及生物樣品，如蛋白質(zhì)。研究人員開始更多地通過內(nèi)暴露環(huán)境的外來元素分析來測定重金屬污染毒性級人體健康狀況。人體內(nèi)暴露環(huán)境中的原來元素往往僅在痕量級水平，在生物組織中準確測定低濃度元素是傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的挑戰(zhàn)，而針對復雜基質(zhì)中痕量物質(zhì)分析的串聯(lián)質(zhì)譜就能夠有效地化解這一問題。該中心研究員胡立剛說，“最新的ICP-MS具有串聯(lián)質(zhì)譜和可選擇的碰撞模式，這對實驗室分析中的消除機制干擾和準確定量低濃度元素很有幫助?！痹搶嶒炇以诓捎肐CP-MS測定基體內(nèi)的金屬(S、Fe)蛋白時，能夠達到ppb級的檢出限。

　　稀土是我國重要戰(zhàn)略資源，有“工業(yè)維生素”之美譽。雖然其稀土看似與日常生活距離很遠，而事實上稀土與大眾生活息息相關(guān)。如高鐵軌道中就需要添加稀土以增強其機械性能和改善物理性能。稀土是材料行業(yè)中磁性材料、發(fā)光材料、鋼鐵冶煉的重要原料。稀土元素在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、永磁材料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。國家鎢與稀土產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心是國內(nèi)稀土元素分析的權(quán)威機構(gòu)，據(jù)了解，該中心每年要做5000個以上的稀土樣本。該中心檢測部副部長徐娜介紹，高純稀土中的雜質(zhì)含量很低，如果想準確測出高純稀土中某一雜質(zhì)含量，可能需要繁瑣復雜的分離純化過程?！按饲拔覀円恢痹趯ふ乙慌_能夠幫助我們?nèi)コ|(zhì)干擾還原稀土雜質(zhì)濃度的光譜分析儀器?！毙炷缺硎?，“此前采用單桿ICP-MS或其他分析方式測定氧化鋁中的釓(Gd)、鋱(Tb)竟會得到幾百甚至上萬個ppb，而這樣的結(jié)果并不是產(chǎn)品本身的含量，而是基體干擾帶來的。同樣的樣品在安捷倫ICP-MS 8800 的碰撞反應(yīng)模式和選擇質(zhì)量數(shù)控制技術(shù)下，得到釓(Gd)、鋱(Tb)等元素的濃度結(jié)果為ppb級，這才是可信的結(jié)果。安捷倫的ICP串聯(lián)質(zhì)譜能夠有效去基質(zhì)干擾，還原產(chǎn)品最真實的雜質(zhì)情況，這是做礦物研究非常重要的技術(shù)特點，也是以稀土為原料的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)最為渴求的?！?/p>

　　常量、微量和痕量元素同時分析，5分鐘 = 2天

　　ICP-MS使中藥材和保健品檢測效率更上一層樓中藥材和保健食品是生活中除了食品和環(huán)境之外，大眾關(guān)注的另一個重要方面。上海市食品藥品檢驗所專門針對中藥材和保健食品開設(shè)了分析平臺。對于樣品中的元素分析，天然藥物和保健食品業(yè)務(wù)所主管夏晶說：“中藥中的元素分析涉及到常量、微量和痕量，檢測范圍要求很寬。而同時分析不同濃度級別的多種元素，若采用常規(guī)技術(shù)則只能得到很低的分析效率?！痹谠搶嶒炇乙M了安捷倫ICP-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，在一次中藥分析中就可以得到不同含量級別幾十種元素的準確含量。中國藥典規(guī)定了黃芪中包括鉛、砷、汞、鉻、銅在內(nèi)的有害元素的檢測。據(jù)夏晶介紹，按照含原子吸收、分光光度法等在內(nèi)的常規(guī)技術(shù)，測定這五種重金屬元素需要兩天的時間。而采用安捷倫ICP-MS僅僅5分鐘就能得到滿意結(jié)果。“這種效率的提升對于我們這樣樣品量很大的實驗室來說，的確帶來不小的進程改善。”

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　　在ICP-MS技術(shù)發(fā)展中，安捷倫科技從用戶角度出發(fā)，以解決貼近大眾生活的分析難題為切入點，從儀器技術(shù)和應(yīng)用方法方面給不同領(lǐng)域的分析實驗室提供支持。Agilent 8800 三重四極桿 ICP-MS是世界首款I(lǐng)CP-串聯(lián)質(zhì)譜，給元素分析實驗室提供了實現(xiàn)更高分析要求的可能。8900延續(xù)8800的 MS/MS 模式，對抗基質(zhì)干擾帶來了前所未有的改變，即使樣品成分極為復雜多變，也均可得到一致、可靠的分析結(jié)果。根據(jù)樣品的復雜程度，ICP-MS經(jīng)常要與液相等分離設(shè)備聯(lián)用，這就要求ICP-MS具有一定程度的耐鹽性。安捷倫8900 ICP-QQQ將耐鹽性提升至25%，即使與液相聯(lián)用也能保持穩(wěn)定的儀性能。

　　安捷倫致力于為分析行業(yè)提供技術(shù)平臺和完整解決方案，用科技力量改善人們的生活質(zhì)量。更好地服務(wù)于用戶、服務(wù)于與人類生活相關(guān)的分析應(yīng)用是安捷倫分析技術(shù)發(fā)展的目的之一。安捷倫愿與行業(yè)專家、分析工作者及社會大眾一起共同營造美好生活。

　　關(guān)于安捷倫科技公司

　　安捷倫科技公司(紐約證交所： A)是生命科學、診斷和應(yīng)用化學市場領(lǐng)域的全球領(lǐng)導者。 擁有 50 多年的敏銳洞察與創(chuàng)新，我們的儀器、軟件、服務(wù)、解決方案和專家能夠為客戶最具挑戰(zhàn)性的難題提供更可靠的答案。在 2016 財年，安捷倫的凈收入為 42 億美元，全球員工數(shù)約為 13,000 人。