I  概述

激光剝蝕與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用（LA-ICP-MS）技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，已成為固體樣品中主量與痕量元素分析的強大工具。然而，傳統(tǒng)Ar-ICP離子源固有的氬基干擾（如??Ar?對??Ca、??Ar1?O?對??Fe、??Ar3?Cl?對??As等）以及高昂的氬氣消耗（約1 m3/h），始終是該技術(shù)難以回避的痛點。

近期，Neff等人發(fā)表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究將MICAP離子源與激光剝蝕系統(tǒng)聯(lián)用（LA-MICAP-MS），系統(tǒng)評估了其在固體樣品直接分析中的潛力。

II 干法條件下的背景譜圖：干擾顯著減少，新挑戰(zhàn)浮現(xiàn)

研究首先對比了干法條件下（無溶液引入）MICAP-MS與傳統(tǒng)Ar-ICP-MS的背景譜圖。結(jié)果顯示：

氬基干擾大幅消除：MICAP-MS中，??Ar?、??Ar1?O?、8?Ar??等典型氬基干擾離子信號極低或低于檢出限，質(zhì)譜范圍35–107 m/z區(qū)域的背景顯著“潔凈"。

氮基背景物種形成：MICAP-MS的主要背景物種為N?、NO?、N??、O??、N??及N??等。其中，1?N?和1?N1?O?豐度最高（檢測時需規(guī)避以避免檢測器飽和）。

未知背景信號待解：在m/z 80、82、108、110處觀察到未知背景信號，其來源尚不明確，但研究表明其與C、Ar、Cu等元素無關(guān)，有待進一步探究。

III 關(guān)鍵待測元素的干擾消除與檢出限突破

得益于此潔凈背景，傳統(tǒng)Ar-ICP-MS中受嚴重干擾的關(guān)鍵同位素在LA-MICAP-MS中得以解放：

顯著受益的元素：??Ca?、?2Cr?、??Fe?、??Se?、12?Te?等成為檢出限低的同位素。其中??Mn?因避開了??Ar1?N?和??Ar1?NH?的干擾，檢出限較Ar-ICP-MS降低了32倍。

檢出限整體對比：對NIST SRM 610中64種元素的測定表明，LA-MICAP-MS的檢出限普遍與Ar-ICP-MS相當甚至更低。尤其對于K、Ca、Cr、Mn、Cu、Se、Te、Pb等元素，改善顯著。

仍需關(guān)注的元素：Si受1?N1?N?干擾導致檢出限升高；P受1?N1?O?強干擾（約800,000 cps）而無法檢出；Sn則因氣路中存在污染而背景升高。

IV 定量分析能力驗證：與Ar-ICP-MS性能持平

研究采用NIST SRM 610為外標、??Ca為內(nèi)標，對NIST SRM 612和BCR-2G兩種標準物質(zhì)進行了定量分析：

NIST SRM 612：涵蓋主量、輕質(zhì)量數(shù)、中質(zhì)量數(shù)、高質(zhì)量數(shù)、高電離能及受干擾元素在內(nèi)的多種元素，LA-MICAP-MS的定量結(jié)果與參考值的偏差均在±10%以內(nèi)，與Ar-ICP-MS表現(xiàn)一致。

BCR-2G（稀土元素）：對質(zhì)量分數(shù)低至0.5-54 mg/kg的稀土元素進行定量，結(jié)果與參考值偏差同樣在±10%以內(nèi)，證實了其在痕量分析中的可靠性。

V 長期穩(wěn)定性與儀器預熱

對長達8小時的連續(xù)監(jiān)測顯示，LA-MICAP-MS在開機后存在約1.5-2小時的儀器預熱漂移，輕質(zhì)元素信號升高，重質(zhì)元素則下降。但預熱穩(wěn)定后，信號比波動可控制在5%以內(nèi)。ThN?/Th?比值全程穩(wěn)定在0.2%，而ThO?/Th?在預熱后從0.4%降至0.2%并保持穩(wěn)定。

VI 總結(jié)與展望

本研究證實，LA-MICAP-MS對激光剝蝕產(chǎn)生的干氣溶膠具有與Ar-ICP相當甚至更優(yōu)的蒸發(fā)、原子化及電離效率。其在主量至痕量元素定量分析中的表現(xiàn)與Ar-ICP-MS高度一致，同時憑借氮基等離子體從源頭消除了氬基干擾，顯著降低運行成本。盡管在Si、P、Sn等元素的分析中仍面臨新挑戰(zhàn)，但總體而言，LA-MICAP-MS展現(xiàn)了挑戰(zhàn)乃至替代傳統(tǒng)LA-Ar-ICP-MS的巨大潛力。

 RADOM等離子體源，可直接替換原有氬離子源，重構(gòu)激發(fā)環(huán)境，突破傳統(tǒng)分析邊界：

■ 依托十余年成熟的 Cerawave™ “瓷能環(huán)"技術(shù)，形成穩(wěn)定且高性能的等離子體，基體耐受性更強；

■無氬工作環(huán)境，從源頭消除氬基多原子離子干擾，大幅提升檢測精度與數(shù)據(jù)可靠性；

■特別適合³⁹K、⁴⁰Ca、⁵⁶Fe、⁷⁵As、⁸⁰Se等同位素高精度分析，無需依賴碰撞/反應(yīng)池或冷等離子體技術(shù)；

■模塊化設(shè)計實現(xiàn)與原氬離子源切換自如，優(yōu)化后的RF系統(tǒng)有效降低高壓負載，增強耐用性，做到低維護；

■對于因離子源故障（尤其RF模塊）而年久失修的ICP-MS，能夠使其煥發(fā)新生；

■兼容多種 ICP-MS 采樣口，適合基于四極桿、飛行時間（TOF）及激光剝蝕（LA）等研究探索的質(zhì)譜實驗室。

參考文獻

Neff C, Becker P, Hattendorf B, Günther D. LA-ICP-MS using a nitrogen plasma source. J Anal At Spectrom. 2021, 36: 1750-1757.