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電感耦合等離子體串聯質譜儀進行碘129的超痕量分析
閱讀：1609 發布時間：2022-8-16本研究的目的是應用 8800 在 MS/MS 模式下測定 129I，在前期工作的基礎上進一步提高 129I 的檢測限和 129I/127I 的精密度，同時獲得遠高于 ICP-QMS 的豐度靈敏度。
實驗儀器研究使用 Agilent 8800 電感耦合等離子體串聯質譜儀。標準化的進樣系統由玻璃同心霧化器、石英雙通路 Peltier 制冷 Scott 霧化室和 2.5 mm 入口內徑 (ID) 的整體石英炬管組成。表 1 列出了 ICP-MS/MS電感耦合等離子體質譜儀 的操作參數。
參考物質和校正標準品將 129I 同位素標準溶液 [NIST SRM 3231 標準溶液 I 和標準溶液 II（NIST，Gaithersburg MD，USA）] 用 0.5% 四甲基氫氧化銨 (TMAH) 的去離子水溶液稀釋，制備校正標準品系列。標液 I 的認證值為 129I/127I = 0.981 x10-6 ±0.012 x 10-6，標液 II 的認證值 = 0.982 x 10-8 ± 0.012 x 10-8。使用碘化鉀制備碘空白基體（無 129I），含碘 889 mg/L（僅127I），然后根據需要進行稀釋。這些標準溶液用于檢測碘同位素響應的線性和測定 129I/127I 比值。
結果和討論通過和氧氣反應消除了 Xe+ 的干擾為了強調 MS/MS 在此應用中相對于 ICP-QMS 的優勢，將 8800 首先僅在單四極桿模式運行，讓所有離子都進入池內——即 Q1 僅用于簡單的離子導入，這基本上復制了傳統的 ICP-QMS 系統的特性。使用 127I 空白溶液（稀釋到8.89 mg/L），在無反應氣模式和氧氣為反應氣的反應模式兩種條件下采集數據。圖 1 對無反應氣與氧氣作為反應氣兩種模式下的等離子體背景譜圖進行了對比。通過以下方式，氧氣和氙離子反應發生電荷轉移：Xe+ + O2 → Xe + O2+, k = 1.1 x 10-10Xe+ 轉變成中性 Xe 原子，從譜圖中消失。這樣，來自129Xe+ 的干擾被降至了儀器背景的水平，可以進行 129I 測定。但要注意 ICP-QMS 相對較低的豐度靈敏度——127I 峰向低質量數 m/z 126 一側拖尾（log 坐標）。這對本研究雖然不會造成影響，但如果測定 m/z 126 則會出現問題。
通過 MS/MS 提高豐度靈敏度然后將 8800 切換成 MS/MS 模式：將 Q1 設定成只允許m/z 127 和 m/z 129 的離子進入池內。Q2 設置為排除目標分析物質荷比（m/z 127 和 m/z 129）外的所有離子。在池內通入氧氣去除 Xe+，如圖 1 中下圖所示。對NIST 3231 標液 I 和標液 II 進行了測定，疊加譜圖如圖 2 所示。兩種溶液中含 127I 均為 88.9 mg/L 。可以看到，MS/MS 模式下譜圖的豐度靈敏度遠遠高于ICP-QMS（圖 1），峰兩端回落到基線，不再出現拖尾。這極大地提高了豐度靈敏度，從而可以開展以前 ICP-QMS（無論是 ICP-QMS 還是高分辨率 ICP-MS）不可能完成的應用，比如高純度金屬中的痕量分析、臨床和石化分析以及其他放射性核素的分析等。
127I 和 129I 的校準曲線為了測試兩種碘同位素的線性，將 NIST 3231 SRM 標液 I用 0.5% TMAH 稀釋配制不同的濃度系列進行分析。127I和 129I 的校準曲線如圖 3 所示。兩種元素都獲得了良好的線性。127I 和 129I 的背景等效濃度 (BEC) 分別是 2.97 µg/L和 0.04 ng/L，而檢測限 (3σ, n = 10) 分別是 0.26 µg/L 和0.07 ng/L。由于吸入溶液的殘留，127I 的 BEC 和 DL 相對較高。因為 8800 ICP-MS/MS 更高的靈敏度和更低的背景，129I 的檢測限比以往測定的結果 (1.074 ng/L) 低大約15 倍。NIST 3231 SRM 標液 I 和標液 II 的分析還用 8800 ICP-MS/MS 對不同濃度 NIST 3231 SRM 稀釋液中 129I/127I 的比值進行了測定。結果匯總于表 2。扣除129I 空白后，NIST 3231 SRM 稀釋液中 129I/127I 的測定值與認證值 0.981 x 10-6（標液 I）和 0.982 x 10-8（標液 II）符合度良好。由于 8800 優異的信噪比，尤其是 NIST 3231標液 II，與以往的研究相比，精密度有了顯著提升。
結論由于比 ICP-QMS 更優異的信噪比，新型 Agilent 8800 ICPMS/MS 在應對這一富有挑戰性的應用中表現出了的分析性能。分析結果證實了對超痕量 129I 精確的測定能力以及 NIST 3231 標液中碘同位素比值與認證值的高度吻合。這一性能通過 MS/MS 模式*的超高豐度靈敏度得以實現。雖然 8800 的豐度靈敏度在本研究的 129I 測定中并非必bu可少，但它將會在 ICP-MS 目前無法實現的高純度金屬和放射性核素測定方面拓展新的應用。