原子光谱/元素质谱在生命分析中的应用进展

原子光谱/元素质谱是元素分析的强有力手段,其在生命分析领域的应用也越来越广泛。在单细胞元素分析方面,相关研究工作主要关注元素在单细胞中的分布和形态变化;在元素标记策略分析领域,利用原子光谱（atomic spectrometry, AS）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）实现对小分子、核酸、蛋白质等目标分析物的高灵敏检测是研究热点;在金属药物分析领域,ICP-MS为研究金属药物在生物体中的摄入、分布、代谢和排泄等过程提供了便利,也为进一步阐明药物作用机理以及金属药物的设计和改进提供了数据支持;在生物元素成像领域,ICP-MS与激光剥蚀技术（laser ablation, LA）联用,可以对生物样品进行原位分析和微区分析,结合有机质谱实现元素相关生物过程的分子机制研究;与相关分离方法联用,原子光谱和元素质谱还可以对生物组织中元素进行形态分析,研究其在相关过程中的生物转化过程。本文从单细胞元素分析、元素标签标记策略、金属药物转运与代谢以及生物组织中元素分布分析等方面,评述了原子光谱和ICP-MS在生命分析中的应用实例,并对该领域的发展前景进行了展望。     

新疆薰衣草微量元素的化学计量学分析

采用原子吸收/荧光光谱法测定了新疆不同产地薰衣草中的13种微量元素含量.结果表明,各元素线性关系良好,相关系数r≥0.9991,加标回收率在94.0％-108.0％之间,RSD＜4.78％,具有较好的准确度和精密度.并采用主成分分析和聚类分析对其特征元素进行评价.主成分分析结果表明Zn、Fe、Mg、K、Na、Cu、Mn、Cr和Ni等9种元素是薰衣草的特征无机元素.聚类分析结果表明18个薰衣草样品可以聚类成3大类.聚类分析和主成分分析是薰衣草无机元素分析的有效方法.     

基于无机元素特征的甘草药材分型研究

产地和生产方式是判断药材质量的重要依据,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了不同产地、不同生产方式甘草药材样本中16种无机元素的含量。通过总体分布分析、特征元素聚类、元素逐一分析的三级分析方法,根据K,Na,Sr,Mo等元素含量的高低分布状态建立了甘草药材相关的无机元素指纹图谱;以主成分分析选定的特征元素进行的聚类分析结果与甘草样品的生长方式相一致;逐一比较不同样品间元素差异结果表明,Mo和Sr元素的组合不仅可以作为甘草样品生长方式的分类依据,还可以作为甘草产地区分的判断标准,Na/P,K/Ca两对元素比可以作为评价不同生产方式的参考依据,初步揭示了无机元素在这几种甘草类型间的差异规律。     

航天诱变育种板蓝根的X射线荧光光谱的测定分析

采用X射线荧光光谱法(XRF)对航天诱变育种第4代板蓝根和地面组板蓝根的元素种类和含量进行测定和对比分析。结果表明两组样品的元素种类基本相同,太空组中Ca和S含量分别提高了1.16倍和3.22倍,而太空组中Fe、Si、Cr、Al、Mn元素比地面组分别减少了74.2%、87.5%、82.4%、95.0%、70.6%。航天诱变育种可以增加板蓝根的多态性,能够从中选育出品质特异的新品种。XRF测定中药材元素具有制样简单、测定快捷、测定元素种类多、元素含量范围广的特点,适于从整体上对中药材的元素进行测定和分析。     

基于原子光谱法的元素形态分析技术进展

元素的形态分析在环境和生物分析中极其重要,因为元素在生物体内的作用及其代谢过程在很大程度上取决于元素存在的化学形态,而不仅仅是元素的总量。形态分析是指测定样品中构成元素总量的单独物理化学形式的浓度。最先进的形态分析方法是色谱分离和光谱检测的联用技术,特别是色谱和电感耦合等离子-质谱(ICP-MS)的联用。但是,联用技术的设备投入大、运行成本高,难以在常规实验室中的推广应用。在许多情况下,采用非色谱分离方法对样品进行处理,也可以得到足够的元素形态信息。基于非色谱分离、原子光谱测定的元素形态分析方法的费用低、操作简单、易于推广应用。本文总结了元素形态分析的样品前处理方法,综述了基于原子光谱法的元素形态分析中比较常用的非色谱分离技术,对溶剂萃取、浊点萃取、单滴微萃取、分散液液萃取等分离技术的原理、应用和优缺点进行了评述,介绍了固相萃取中常用的吸附剂及其在元素形态分离中的应用,以及氢化物发生、共沉淀等分离方法。相比于色谱分离方法,非色谱方法是快速、灵敏、廉价的分离技术。     

主成分分析在某型柴油机光谱数据分析中的应用

通过改变气缸套和活塞间隙,设计了6种工作状态,获得了某型6缸柴油机在每种工作状态下不同负荷时的润滑油样本共计69个,采用超谱M型原子发射光谱仪分析21种元素浓度。应用主成分分析法,分别以分析元素和润滑油样本为研究对象,基于权系数和主成分得分,对光谱数据进行了元素分类和样本分类。发现应用主成分分析法分析油液光谱数据能比较理想地对元素进行分类,该分类的3种主成分反映了5种类型的元素组合即磨损元素Fe,Cr,Cu,Al和Pb,含量较高的添加剂元素Na,Zn,P,Ca和Mg,含量较低的添加剂元素Ba和B,润滑油主成分元素C和H和干扰元素Ni,Ti,Mo,V和Ag等。不仅如此,主成分分析法对样本的分类较好地区分了来自柴油机不同的气缸套—活塞设计间隙的油样。研究表明应用主成分分析法分析润滑油光谱分析数据可揭示不同元素的来源、监测工况和诊断磨损故障。     

石材主量元素和微量元素测定的酸溶与碱熔分解方法比较

酸溶和碱熔分解石材标样,ICP-AES和ICP-MS法进行常量元素及微量元素的测定,分析结果的比较发现,根据不同的的石材类型、所需分析的元素种类以及研究目的,采用适当的样品分解方法,可以获得准确的常量元素和微量元素数据。     

ICP-AES测定钒钛磁铁矿中的主量元素和微量元素

通过电感耦合等离子体-原子发射光谱仪直接测定钒钛磁铁矿的主量元素三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、二氧化钛、五氧化二钒和微量元素钴、镍、氧化锰.采用HF-H2SO4-HCl-HNO3溶样,选用元素最佳分析谱线和仪器合适的工作条件测定,共存元素之间的干扰很小.8种元素的方法检出限在0-0.005％范围内,各元素测定值的精密度(RSD,n=11)均小于4％.通过国家一级标准物质GBW 7224和GBW 7225测试,测定结果与标准值相符,分析方法快速简便,分析结果准确.     

基于主成分载荷空间距离的LIBS特征谱线选择及 矿物元素丰度识别方法研究

以ChemCam团队公布的64个飞行前定标样品的浓度和激光诱导击穿光谱数据为对象,通过使用主成分分析载荷空间距离法对特定元素分析,筛选出对该元素最敏感的激光诱导击穿光谱谱线,并以此为依据进行矿物元素种类和丰度识别,其识别精度高达92.8%.结果表明,主成分分析载荷空间距离可以作为定量分析前矿物特定元素信息和元素丰度的判断依据.该方法降低了岩石/矿物分类的难度,有利于实现未知的矿物快速、高效的鉴别分析,为火星表面岩石种类鉴别分析提供了一个有效的策略.     

ICP-AES法测定镍基高温合金中16个元素的方法研究

该方法采用ICP-AES法对镍基高温合金中16个元素进行了测定,系统研究了基体元素和共存元素对分析元素谱线的光谱干扰情况,进行了分析线的选择,测定了方法检出限,通过准确度试验和精密度试验,表明该方法准确、可靠、简便、快速。     

ICP—AES法直接测定锡锭中的As,A1,Bi,Cd,Cu,Fe,Pb,Se,Sb,Zn

以电荷耦合器件为检测器的全谱直读等离子体光谱仪直接测定锡锭中Ａｓ、Ａ１、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅｄ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｚｎ十种杂质元素的含量。该方法简便、快速且具有比化学法更低的检出限,加标回收试验结果不明,回收率为９２％－１０５％,ＲＳＤ均小于１．５％。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定氧化钐中非稀土杂质铜,铁, …

本文提出了用ＩＣＰ－ＡＥＳ法直接测定高纯氧化钐中痕量杂质铜、铁、钙和镍的方法。用正交实验法研究了影响测定的主要因素，选择了铜、铁、钙和镍同时测定的折衰条件。讨论了基体浓度的影响。     

萃取分离-石墨炉原子吸收光谱法测定铁镍基高温合金中砷、铅、锡、锑、铋

基于砷、铅、锡、锑、铋与碘离子形成络合物,用MIBK萃取使其与基体分离, 用石墨炉原子吸收光谱法测定了铁镍基高温合金中这五种元素。文章主要对萃取条件及萃取后剩余基体对待测元素的影响进行了研究, 同时采用掩蔽的方法消除了合金中钨、铌、钽的干扰。在所选定的实验条件下,测得砷、铅、锡、锑、铋的回收率范围为93％～99％;相对标准偏差范围为8.8％～12％。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高纯铼酸铵中Ca、Cd、Mn、Fe、Mg、Al、Cu、Co、Mo、Pb、Sn和Ni

本文介绍了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP－AES）测定高纯铼酸铵中12个杂质元素的方法。采用挥发健康基体，探讨了高铼酸铵基体的干扰及其消除办法。ICP－AES测定结果的准确度和精密度均能满足分析要求。     

ICP-MS测定血中镁、铜、铅浓度时的基体效应单一内标校正方法研究

ICP-MS测定模拟全血基体中不同质量段的Mg, Cu, Pb元素,考察基体效应对测定值的影响,分别采用传统内标法和单一内标CAIS方法(common analyte internal standardization)对其进行校正和比较。结果表明CAIS方法适用于不同浓度血液基体中多种元素的同时校正,且效果良好,其相对平均误差仅为3.05%,明显低于传统内标法的12.39%和校正前的23.91%;CAIS方法不受内标元素和被测元素质量数差异、测定强度差异以及电极电位差异的限制;使用全血和血清标准物质对CAIS方法可靠性进行验证,测定值全部落在标准值范围内。     

ICP—AES法测定铁矿中铝,钙,镁,锰,钴,铜,钠和钾

本文研究了ICP-AES法测定铁矿中铝,钙、镁、锰、钴、铜、钠和钾的方法。对仪器工作参数,共存元素的光谱干扰和基体效应干扰进行了探讨。采用向标准系列中加入铁基空白溶液建立工作曲线,试样经酸处理后即可直接测定。本方法获得了良好的回收率(95～103%)和变异系数(0.5～1.3%,n=11),同原子吸收法进行比对试验,结果一致。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电解金属锰中硒、铁、硅

本文采用稀硫酸溶解试样，ICP－AES法同时测定电解金属锰中硒、铁、硅，通过对溶样酸、锰基体以及背景的研究，确定了分析条件。该方法简便具有良好的精密度和准确性，相对标准偏差不大于2．68％，回收率为98％－105％。经t检验与经典法无显著性差异。     

发射光谱法测定高纯银中微量金、铂、钯、铑、铱、锑、铅、铋、铁、铜、镍、铬、铝和锌

本文研究了贵金属标准溶液除氯离子的有关问题，解决了高纯硝酸银中贵金属等杂质元素的标样配制，以硝酸银直接压样于普通电极中直流电弧激发，可测定９９．０～９９．９９％的高纯银，该方法简便、快速、准确。     

ICP-AES法测定玩具涂料中重金属元素总量

研究了不同消解方法对玩具涂料中As,Ba,Cd,Cr,Hg,Pb,Sb,Se有害重金属元素总含量测定结果的影响，确定以HNO3＋酒石酸＋H3PO4溶样并用全谱直读等离子体光谱仪同时测定其八种有害重金属元素总含量的方法。加标回收试验及模拟样品测定结果表明，该方法快速、准确、可靠，且能满足玩具安全标准对各元素的检出限要求，适于进出口玩具的日常检验。     

EDXRF法快速测定玩具塑料中8种有害元素

铬、砷、硒、镉、锑、钡、汞和铅8种有害元素是玩具安全领域必检项目。目前,标准方法大多需采用湿化学法处理样品,再用仪器进行测试,前处理过程复杂,耗时长、成本高。EDXRF法具有无须样品前处理、对样品非破坏性、成本低、效率高等优点,已广泛用于电子电气产品中有害物质的快速筛选分析,但由于玩具材料和待测元素种类多,大多元素限量较低,目标元素间存在重叠干扰,导致难以准确测试,尚未见应用于玩具中8种有害元素的测定。通过研究分析线、滤光片、管电压、分析时间等测试条件的选择和样品厚度对结果的影响,并根据目标元素的特性,确定了最佳的3种条件组合方式。通过经验系数法校正了塑料中分析元素相互之间引起的吸收-增强效应,利用Rh康普顿散射线作为内标校正了样品的颗粒度效应,并通过干扰重叠系数法校正了元素间谱线重叠干扰。根据玩具常用塑料样品基体类型特性,选用聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）两类塑料标准样品分别制作工作曲线,建立了EDXRF法快速测定玩具塑料中8种有害元素含量的新方法。各元素在7.6～1 298 mg·kg-1范围内线性良好,方法检出限在0.5～37 mg·kg-1之间,能够满足目前玩具安全标准限量筛选要求。采用PP,PE,ABS和PVC等不同玩具塑料样品验证了方法的准确度和精密度,并将样品测试结果与样品参考值比较,计算相对误差均在25%以内,除某样品中个别元素RSD(n=6)在9%~15%稍大外,其他样品各元素的RSD(n=6)均在6%以内,精密度较好。如将单个条件的测试时间从30 s延长到2 min后,所有样品测定结果RSD均可降至5%以下。本方法操作简便、成本低、快速、准确,可用于玩具塑料中有害元素的快速筛选分析。