ICP-MS/MS使用MS/MS功能，消除痕量元素分析中的质谱干扰

作者：

Ed McCurdy，安捷伦 ICP-MS 市场专家

Glenn Woods，安捷伦 ICP-MS 应用专家

Noriyuki Yamada，安捷伦 ICP-MS 研发专家

 

安捷伦科技在 2012 年 1 月隆重推出世界上首款电感耦合等离子体串联质谱仪 8800 ICP-MS/MS。本文作为后续跟踪报道，将 8800 ICP-MS/MS 的性能与现有四极杆 ICP-MS进行了对比，还将详述该串联质谱仪 (MS) 的硬件及其 MS/MS 模式独有的分析优势。

图 1. 安捷伦 8800 ICP-MS/MS 示意图。（放大图片）

 

8800 串联质谱仪配置两个四极杆：第一个四极杆 (Q1) 位于碰撞/反应池之前， Q1 作为第一级质量过滤器（MS/MS 模式），将剔除目标分析离子以外的所有离子。因此，MS/MS 模式能够确保进入碰撞/反应池 (CRC) 的离子均在控制之中并且不因样品基体的变化而受影响。MS/MS 提供了全新的途径，能够通过化学反应消除 ICP-MS 中的质谱干扰，并确保基质的变化或其他分析元素均不会影响目标分析物的测定。

 

对于配备 CRC 的传统四极杆 ICP-MS (ICP-QMS)，样品在进入反应池之前无法进行质量过滤，因此样品中的所有离子都会进入反应池。在测定不同基体的样品时，由于基质引起的多原子离子会对待测离子产生新的干扰。即使样品基质经过良好的处理且能够保持一致（如采用高纯半导体级试剂），共存分析物的含量也可能会发生变化，这将会影响传统 ICP-QMS 反应池中形成的多原子离子。ICP-MS/MS 将通过 MS/MS 模式消除因共存分析物含量变化和可变基质造成的结果差异。

 

      

图 2. 传统的 ICP-QMS 根据测定反应池中形成的多原子离子 TiO⁺ 来计算 Ti的含量，结果与理论同位素丰度完全一致。（放大图片）

       

图 3. 10 ppb 的 Ni（蓝色）、Cu（绿色）和 Zn（粉色）条件下，Ti (1 ppb) 的 ICP-QMS 谱图。其中所有的 TiO⁺ 多原子离子都与 Ni⁺、Cu⁺ 或 Zn⁺ 发生重叠。（放大图片）

       

图 4.  10 ppb 的 Ni（蓝色）、Cu（绿色）和 Zn（粉色）条件下，使用安捷伦 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式所得 Ti (1 ppb) 的谱图。（放大图片）

 

在 8800 ICP-MS/MS 的反应池中，可采用两种不同的反应模式分离分析物与干扰离子：

这些反应模式方法也可用于传统的四极杆 ICP-QMS，图 2 所示为使用氧气作为反应池气体测定 1 ppb 单元素钛标准品的结果。在反应池中，Ti 将与 O₂ 反应生成 TiO⁺，可以通过测定多原子离子 TiO⁺ 的含量来定量 Ti。对于普通 TiO⁺，在质量数 62、63、64、65 和 66 处进行测量；对于由 Ti 同位素生成的 TiO⁺，则在质量数 46、47、48、49 和 50 处进行测量。TiO⁺ 的峰型分布与 Ti同位素的理论丰度一致。

 

但是，图 3 中的重叠谱图说明了使用传统 ICP-QMS 进行该分析时面临的问题：多原子离子 TiO⁺ 受到共存分析物 Ni、Cu 和 Zn（浓度均为 10 ppb）同位素的干扰。Ni、Cu 和 Zn存在的天然质量数分别为 62 和 64 (Ni)、63 和 65 (Cu) 以及 64 和 66 (Zn) 的同位素，使用带反应池的 ICP-QMS 进行测量时，它们会共同叠加到所有的多原子离子Ti¹⁶O⁺ 上。

 

相比之下，使用安捷伦 8800 ICP-MS/MS 在 MS/MS 模式下进行测量时，Q1 将剔除目标 Ti⁺ 离子以外的所有质量数的离子，确保测量多原子离子 TiO⁺ 时不会与其他基质或分析物元素发生叠加。图 4 所示叠加谱图的样品基质与 图 3 相同，但图 4 采用的是 8800 的 MS/MS 测量模式。所有样品都获得了一致的 TiO⁺ 峰型分布（符合 Ti 同位素的理论丰度），此结果证实使用 8800 在 MS/MS 模式下测量 Ti 时，即使有共存分析物 Ni、Cu 和 Zn，也可获得准确的结果。

 

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