电感耦合等离子体质谱同位素检测技术的应用.ppt

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1、庄峙厦厦门大学化学系ICP-MS的同位素比值测定及应用何谓同位素？有相同的原子序数（即质子数相同）,在周期表上占有同一位置,具有类似的化学性质，而原子质量不同的原子被称为同位素。其质谱行为、放射性转变和物理性质有所差异。同位素和同量异位素同位素：原子序数（质子数）相同，但中子数不同(e.g.Pb204&Pb208)，化学性质相同但物理性质不同.同位素同量异位素:原子序数不同，但原子重量几乎一样，因此这些粒子的质量似乎相同(e.g.Pb204&Hg204)化学性质不同，但物理性质类似.同量异位素除了少数几个元素只有一个同位素外，大多数元素都具有两个或两个以上的同位素；同位素来源起源于

2、银河形成时代，这些同位素的组成在整个地质年代中基本保持不变，被称为“稳定”同位素；由不稳定母体的放射性衰变产生的，被称为“放射产生的”同位素。大部分的元素在银河形成时已被充分混合,因此在地球、月球以及陨石物质中,其同位素组成基本均匀（铅除外）。同位素比值测定的应用元素同位素组成的均匀性和稳定性，利用这一特点，建立了同位素稀释法；稳定和不稳定同位素比值测定，主要用于地学研究和环境研究；同位素示踪，主要用于生物和医学研究、化学反应以及新陈代谢研究等。同位素比值测定的传统电离方法热电离火花源电子轰击ICP场解析ICP-MS进行同位素比值测定的优点常压下引入试样，允许快速、简单的样品更换；

3、可以进行固态、液态、气态样品分析；样品的电离百分率高；对于整个周期表元素的电离率比较均一，产生的主要为一价离子；分析速度快，预处理简单同位素稀释法同位素稀释法的原理同位素稀释法是由Rittenberg等于1940年提出，Gest和Hintenberger等人分别作了理论阐述并总结出了一般计算式。其方法是在分析样品中加入已知量的与待测元素的某一同位素相应的富集同位素，使之与样品成分同位素混合均匀从而改变样品中的待测元素同位素的丰度比，用质谱法测定混合后样品的同位素比值，从而确定待测元素在样品中的浓度。同位素稀释法的定量公式式中，M为样品中待测元素的相对原子量；Ms为同位素稀释剂中相应

4、元素的相对原子量；W为待测元素样品量，L；Ws是所加入的同位素稀释剂样品量，L；稀释剂样品相应元素浓度为Cs，μg/L。只要测得R就可计算出待测元素浓度C，μg/L。由于测定中不需用标准曲线校正，同位素稀释法测定结果的误差仅来源于同位素比值的测量误差。而且，样品制备过程中发生被测元素少量丢失或无定量转移都不会影响同位素比值的测定。因此，同位素稀释法具有准确度高、测量精密度好和操作减便等优点。已开展用同位素稀释法进行测定的元素HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhP

5、dAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThPaU分析步骤预扫描样品估计样品的待测元素浓度范围，如浓度太高，用超纯水稀释；获得所选同位素对的比值。向待测样品中加入适量的同位素稀释液，当加入同位素稀释剂并混匀后的混合溶液中同位素比值接近于1时，同位素稀释剂的加入量是最合适的。进行测量，应尽量保证有较好的精度。若质量歧视效应大时，采用外标法获内标法进行校正。按公式进行计算。同位素稀释法的优缺点能补偿样品制备过程中被测物的损失；不受各种物理和化学干扰；具有理想的内标，每个被测元素自身

6、的一个同位素就是其内标。不能用于单同位素元素的测定外，稳定同位素的来源有限；被测元素必须至少有两个同位素不受同量异位素的干扰。耗时影响同位素比值测量的因素灵敏度及计数统计质谱干扰死时间质量歧视各种噪音控制同位素比值精确度的措施硬件参数:Extract1、Extract2、Einzel1、Einzel2和PoleBias对同位素比值精确度有影响；OmegaBias,Omega(+),Omega(-),QPFocus,IonDeflector和PlateBias等参数设置对同位素比值精确度影响不大；优化了仪器的数据采样参数如积分时间、扫描速率、死时间利用内标物对质量歧视、系统漂移进行校

7、正；同位素稀释法的误差来源加入的同位素稀释剂与样品混合不均匀导致，因为混合不均匀，两同位素在制备时将产生选择性地丢失而使比值测量不准确。ICP-MS质谱的质量分离器，要求被测定的两个同位素不受同量异位素和多原子离子的干扰。如果是由于同量异位素的干扰，则可通过干扰元素的其它同位素进行校正。如果干扰是由于多原子离子，则干扰的排除就比较困难，需进行样品分离和优化仪器参数等途径尽可能减少干扰。天然铅同位素比值变化范围及仪器测量的RSD%要求同位素比208Pb/206Pb207