助力元素形态分析ICP-MS联用技术解决方案

赛默飞技术优势要诀 应用实例一IC篇 ICP-MS联用技术 助力元素形态分析 ICP-MS联用技术解决方案 备受关注的元素形态分析 目前，元素形态分析的重要意义已经日益受到分析工作者和健康民众的共同关注。元素的不同形态具有不同的物理化学性质和生物活性，例如无机砷的毒性很大，有机砷的毒性较小或者基本没有毒性。此外，六价铬对健康有很大的危害，可导致多器官功能衰竭和发生肠道肿瘤，但是三价铬却是机体中的葡萄糖耐量因子的重要组成部分，被认为适量有益健康。目前形态分析已经成为分析科学领域的一个重要分支。 历史上最严重的汞中毒事件—1953年日本水俣病事件 2012年中国问题胶囊事件 国内外形态分析标准和法规 国际上现存的法规和指令对元素分析的总量和形态都给予相当的重视。备受关注的欧盟玩具新安全指令(DIRECTIVE 2009/48/EC)对形态分析提出了前所未有的严格限值要求，明确禁止限制六价铬在液态或粘性材料中含量超过 0.005 mg/Kg 的产品在欧盟市场销售。 国内对元素形态分析也备受关注，通常采用仪器联机分析方法，如国标 GB/T 23372-2009食品中无机砷的测定液相色谱-电感耦合等离子体质谱法中使用阴离子保护柱lonPac AG19 对元素进行分离，在形态分析中核心技术使用液相色谱的外衣，离子色谱的心脏。 国内外形态分析相关法规标准及检测方法部分摘要 DIRECTIVE 2009/48/EC 欧盟玩具新安全指令 DIRECTIVE 2002/96/EC 欧盟报废电子电电设备指令(WEEE) DIRECTIVE 2002/96/EC 欧盟在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令(RoHs) The Safe Drinking Water Act 美国EPA 安全饮用水法案(SDWA) The Food Safety Modernization Act 美国 FDA 食品安全现代化法案(FSMA) EN 71 Part 3 标准方法分析玩具样品中可迁移元素 EPA200.8 标准方法分析饮用水和污水样品 GB/T5009.17-2003 食品中总汞及有机汞的测定 GB/T5009.11-2003 食品中总砷及无机砷的测定 GB/T 20188-2006 小麦粉中溴酸盐的测定离子色谱法 GB/T 22932-2008 皮革和毛皮化学试验有机锡化合物的测定 GB/T 23372-2009 食品中无机砷的测定液相色谱-电感耦合等离子体质谱法 SNT 2316-2009 动物源性食品中阿散酸、硝苯砷酸、洛克沙砷残留联的检 测方法 五种砷标准样品色围 cps 22 D00 11 000 S DO 7 5DOO 929 3 DO 2009 1D0 1.00 2.003.00 4.0o 5 co 5.00 Y.00 X.03 5.0010.00 mia 砷甜菜碱(AsB)、二中基砷(DMA)、亚碎酸(AsⅡ). 一甲基砷(MMA)、砷酸根(AsV)五种碎标准样品色谱图 赛默飞元素形态分析全面解决方案 赛默飞以科技创新为理念，全新推出离子色谱(IC)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术、液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术，用离子色谱、液相色谱作为分离系统， ICP-MS作为高灵敏检测系统，仅需一步即可解决分析元素含量及形态分析问题。 IC-ICP-MS联用技术 HPLC-ICP-MS联用技术 元素形态分析涉及的领域(As、Cr、Hg、Sn、Se、Br、Pb…) 食品药品化妆品·儿童玩具及涂料样品环境及生物样品电子电器等各行各业 ICP-MS 联用技术优势概述 联用技术 IC-ICP-MS HPLC-ICP-MS 分析对象 离子色谱法(IC)是以离子型化合物为分析对象的液 液相色谱法(HPLC)是上个世纪上半叶开始发展起来的一种 相色谱法 高效快速的有机物分离方法 形态分析的待分离目标物通常结构和性质差别较大， HPLC待分离的有机物通常结构和性质非常相似，需要较高的 分离条件 如三价铬是阳离子，六价铬是阴离子，常规IC即可达 塔板数和苛刻的淋洗条件，如高压和梯度等。其最大的缺点是 到快速有效分离，通常低压和等度即可 耗时长 硅胶基质填料是HPLC最广泛使用的固定相，常规分析pH范围为 固定相 IC通常使用离子交换剂固定相，它既不溶于一般的酸 2-8，流动相的选择对分离十分重要， pH值通常需要调节成弱酸 或碱溶液，也不溶于有机溶剂 (3spKas7)或弱碱 (7spKas8) 无机金属离子的形态分析前处理过程中使用的无机强酸强碱对于HPLC的自动进样器针头、不锈钢管路和泵等都可能带来铬 IC全系统使用的PEEK材质可耐强酸强碱直接进样 系统硬件 系统污染 合规性 国内外标准方法规定的提取液可直接在IC上进行分析， 国内外标准方法中HPLC-ICP-MS联用技术分析元素形态，其核 与提取液相同的淋洗条件最大限度保留样品的实际状 心技术主要基于离子色谱柱或离子对色谱柱，并需要调节pH值 态，避免了使用缓冲盐，保证了测定结果的可靠性和重 及使用缓冲盐等，对操作人员要求高，不利于法规的进一步推广 复性，其易用性适合法规推广 你能想象3分钟内完成三价砷和五价砷的分离吗? 你能想象10分钟内，五种剧毒/高毒的砷都被检测吗? 你能想象在 NaCI 基体中，可以直接分析痕量的 Cd吗? IC-ICP-MS 的诞生宣布一切皆有可能! IC-ICP-MS支用技术采用赛默飞传统的优势产品 IC 与 ICP-MS联用，提供了传统色谱分离手段使用的电导检测器、紫外检测器等常规检测器无可比拟的检出限。离子色谱系统支持多通道、多检测方式，支持多维色谱，具有更高的灵敏度，分析过程完全不采用金属系统，因此非常适合元素分离及形态的研究，具有超强的联用功能，轻松实现 IC 和 ICP-MS联用。 离子色谱技术 为超衡量无污染的分离提供值得信赖的可靠保证 赛默飞 Dionex 离子色谱已经有超过30年的历史，无论是产品创新，应用及研发等都处于离子色谱的绝对领先地位。离子色谱系统全部管路均为惰性PEEK， 采用自主研发和生产的高效高容量色谱柱，可满足各种分析条件下，相关组分分离要求。 全系统PEEK材质，可使用强酸、强碱或盐流动相；可通过调节节洗液 pH达到优化分离度的目的 聚合物基质离子交换色谱柱可使用强酸、强碱或高盐等水系流动相；可加入甲醇、乙腈等有机改性剂，优化分离度 抑制器可将强酸或强碱流动相转化为中性，更适于联机 多种型号的离子色谱均可实现与 ICP-MS 的联用 ICP-MS 技术 确保形态分析所有应用都能得到最低的检测限 iCAPQ源于用户灵感设计，采用了全新的先进工艺和突破性的技术，是ICP-MS发展过程中的革命性进步。iCAPQ比其他任何系统都更易使用、更易维护，而且具备更强的分析能力。无论您进行常规分析还是前沿研究，均可为您提供值得信赖的分析结果。 全新的接口设计，最低的记忆效应，最小的信号漂移，确保了最高工作效率 Qcell 碰撞反应池——在碰撞模式简便操作的通用性优势的基础上提供了反应模式的最优干扰去除效果 直角离子传输——终生免维护的90度转角离子传输光学系统设计，结合二次离轴提取透镜提供了优异的灵敏度性能指标，业内最佳信噪比 HPLC-ICP-MS 技术基于赛默飞生物兼容性钛系统液相色谱技术，该系统的流路是由钛金属、陶瓷、PEEK管等高性能聚合物构成，消除和解决了铁及其他过渡金属离子对分离柱、样品和溶剂所造成的污染。利用自动化的二维多步分级分离和平行配置下的多模式分离都可提高通量，可用 ProPac 系列的色谱柱完成对金属结合蛋白的分析，如固定化金属离子亲和色谱(IMAC)，达到修饰水平上的金属结合蛋白快速分析。 HPLC-ICP-MS可联合加速溶剂提取(ASE)技术，对样品中的待测物进行提取并测量，如三价砷、甲基胂酸(MMA)和二甲基亚胂酸(DMA)等，同样也可用 HPLC-ICP-MS 对甲基汞、甲基硒等有机物进行分析。 液相色谱技术 为专业的化学和生物学应用提供有力的执行支持 赛默飞液相色谱是元素形态分析的理想选择，无论您是需要普通等度方法还是需要复杂的梯度淋洗分离，我们都可以根据您的需要为您的实验室提供对应的UltiMate 3000°液相色谱系统。所有的系统均具有卓越的重复性、检测灵敏度、线性及基线漂移指标。 独特的双三元液相色谱系统满足串联或并联的应用需求 快速分离液相色谱系统满足快速、高流速、高压的应用需求 生物兼容液相色谱系统保证样品的完整性 反相、离子交换以及单体柱等各种色谱柱满足不同元素的分离需求 加速溶剂提取(ASE)技术 省时简便的操作突破繁琐样品前处理的障碍 加速溶剂萃取(ASE) 是指在较高的温度(50-200℃)和压力(1500psi)下，用有机溶剂萃取固体或半固体的自动化过程。赛默飞 Dionex ASE拥有专利技术，通过提高温度和压力，能够使用常见溶剂从固体和半固体样品中萃取分析物。相比常规前处理技术(如索氏提取、超声提取、微波提取、超临界提取等)， ASE 只需更少的时间和溶剂即可得到良好的实验结果。 省时省力，数分钟完成1至100g样品的提取，全自动化操作，无人值守运行 省溶剂，与其它现有技术比，可以节约50-90%的溶剂 结果重现性好，减少人为操作误差，提高工作效率 能处理酸性基质及碱性基质的样品 经验证可用于 U.S. EPA、GB/T 和 CLP计划等 饮用水中铬(Ⅲ)及铬 ((VI)形态分析 本方法使用 Dionex AG-7阴离子交换柱，其高效分离介质具备将阳离子和三价阴离子分离的能力，并使用iCAP Qc ICP-MS 作为高性能元素检测器，检测从ICS-5000 洗脱的铬。iCAP Q能够选择性抑制光谱干扰，同时又能保持相联设备监测痕量金属的高灵敏度。 ICS-5000 测定条件 色谱柱： Dionex AG-7(2 mm 内径， 50 mm 长) 洗脱：等度 流动相：0.4 mol/L HNO 流速：400 pL/min 进样体积：20pL 持续时间：150s iCAP Q 测定条件 RF功率：1550W 雾化器气体：0.80L/min 中心管：2mm 内径 碰撞童气体流量/KED 电压：4.8 mL/min 采用0.4 (c) mol/L 硝酸作为流动相获得的 Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)色谱图 He /2 V 驻留时间：100 ms 玩具中铬(ⅢII)及铬 形态分析 不同价态铬元素的形态分析成为当前相关领域的研究热点，涉及的行业从传统的电子电器扩展到食品药品及化妆品、环境与生物样品、儿童玩具及涂料样品等。IC-ICP-MS 联用技术提供了传统色谱技术无可比拟的检出限，充分满足欧盟玩具新安全指令对限制元素的严格要求，开拓了三价铬和六价铬形态分析测定的新时代。 IC测定条件 He /3 V 驻留时间：200 ms 欧盟玩具新安全指令(DIRECTIVE 2009/48/EC) 隐形眼镜溶液中的汞形态分析 人们对食品中的汞污染(Hg和MeHg*)已经有了普遍的认知，却很少关注食物中存在潜在风险的二乙汞(EtHg*或 EtHgX)， 其主要原因是 EtHg*在人体中的代谢速度很快，毒性较低。但仍然会有急性摄入 EtHg*的情况，如眼药水和隐形眼镜消毒液中的药用杀菌剂邻乙汞硫基苯酸钠，其使用的浓度为 0.001-0.01%，其水解后形成EtHg*具有杀菌作用。目前德国和美国已在减少邻乙汞硫基苯酸钠的使用。 ICS-5000 测定条件 色谱柱： Dionex CS5A(2 mm内径， 250 mm 长) 洗脱：等度； 0.5mL/min 流速： 400 pL/min 进样体积：20pL 持续时间： 5min iCAP Q测定条件 RF功率：1550 W 雾化器气体：1.05L/min 中心管：2mm 内径，石英 从邻乙汞硫基苯酸钠消毒液中分离 EtHgt 接口：镍采样锥和截取锥 驻留时间： 10ms， 100ms用于形态分析 苹果汁中的砷形态分析 研究人员采用 IC-ICP-MS分析苹果汁样品，以确定六种砷的浓度：两种无机砷(As(ⅢI)和 As (V))以及四种有机砷(砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、甲基胂酸(MMA)和二甲基胂酸(DMA))。 所分析的两款苹果汁样品中的砷形态浓度、方法检测限(MDL) 以及总砷含量分析。 所有浓度单位均为 ng/g， ND 未检出。 AsB DMA As AsC MMA As 总和物种总计 As MDL 0.002 0.004 0.005 0.004 0.011 0.001 0.005 果汁3 ND ND 0.5±0.01 ND ND 0.7±0.01 1.2 1.7±0.05 果汁4 ND 0.4±0.05 5 0 0.3±0.01 ND 0.1±0.05 5 0.7±0.01 1.8±0.05 人体内碘元素的匮乏或过量将影响婴幼儿的成长发育及成人甲状腺的正常功能。对于婴幼儿来说，其摄入碘的主要食物之一为母乳或配方食品(包括配方奶粉)。根据美国食品和药品管理局(FDA)的建议，人类每天只须摄取150微克的碘，而国际食品法典委员会要求配方奶粉中每100千卡至少有10微克碘；而碘酸和碘酸盐具有一定毒性。本文通过有效的提取方式对母乳及奶粉中的碘形态进行提取，然后采用离子色谱与电感耦合等离子体质谱联用技术，建立了一种快速、有效的母乳及配方奶粉中碘形态分析方法。 ICS 1100 测定条件 色谱柱： Dionex lonPac AG 14a (4×50mm) 洗脱：等度 流动相：50mmolNHNOs，用氨水溶液调 pH=8.7左右 流速：1.2 mL/min 进样体积：25pL 持续时间：120s iCAP Q测定条件 RF 功率：1550W 冷却气：14L/min 辅助气：0.8 L/min 雾化气：1.02 L/min Q Cell 气体： 4.0 (He) mL/min KED电压：3v 粉样品及其加标分离图谱 驻留时间：100 ms 分析质量数：127 Se 的形态分析 Se 是重要的生命元素，硒代氨基酸是合成某些生物酶的重要成分。人体对硒代氨基酸的吸收效率很高，对于硒酸盐或者亚硒酸盐的吸收则很少。分离硒酸及亚硒酸及部分氨基酸形态。检出限可达到：20-50 ngg IC测定条件 ICP-MS 测定条件 色谱柱： Dionex AS-7 (2×250mm) RF 功率：1550W 流动相： A：50 mM NH4Ac， pH 4.6 雾化器气体：0.80L/min B： 50mM HNO3 中心管： 2 mm 内径 梯度：0-3min： 100%A 碰撞池气体流量/KED 电压： 3-10 min 100% B 4.8 mL/min 进样量： 20pL 流速：0.3 mLmin-1 鱼肉中的汞形态分析 由于不同形态的 Hg 毒性有较大差异，同时，它在在环境中的迁移以及在动植物体内的转化及毒性与其形态直接相关，环境和生态研究中 Hg的形态分析越来越引起人们的关注。无机汞包括金属态、一价和二价离子等，有机汞主要包括甲基汞、乙基汞和苯基汞等。本方法建立了用 HPLC 与ICP-MS 联机的方案分析无机汞、甲基汞及乙基汞，其检出限在进样量 50ul 的情况下分别达到 20ppt， 5ppt 及6ppto HPLC 测定条件 ICP-MS 测定条件 色谱柱： Acclaim C18，5 um， 4×50 mm RF功率：1550W 洗脱：等度 冷却气流速：14 L/min 流动相：60mM乙酸铵，5%甲醇，0.01%辅助气流速：0.79L/min 2-巯基乙醇流速：0.4mL/min进样方式和进样量：50pL自动进样 雾化气流速：1.05L/min 采样深度： 5.0 mm 待测质量数： Hg202 数据采集模式： Transient TRA 驻留时间：200ms 鱼肉样品及其加标样分离谱图 定量方式： FullQuant 采集时间：660s 分别率： Normal Start/Stop 模式： Auto Trigger 二类玩具中的 Cr(VI) 形态分析 本方法采用钛钢合金高效液相色谱与 iCAP Qc ICP-MS 联用技术搭配离子色谱柱达到 Cr(II) 和 Cr(VI)同时分离，并且为了满足二类玩具样品要求在进样量仅 100 pL 的条件下，Cr(VI) 的检出限可达 5ng/L。 HPLC 测定条件 色谱柱： Dionex lonPac AG7 4×50mm 流动相： 0.6 mmol NH4NO3、定容至1000mL去离子水中，用氨水调pH至7.1左右 流速：1.2mL/min 进样体积：100pL ICP-MS测定条件 RF 功率：1550 W 雾化器气体：0.80L/min 中心管：2mm 内径碰撞池气体流量/KED 电压：4.8mL/min 流动相洗脱方式：等度 5、10、100、200ng / L Cr(ll) 和 Cr(VI)的色谱图叠加图 应用实例—HPLC篇 二丁基锡(DBT)、三苯基锡 (TPhT)、三丁基锡 (TBT)、二辛基锡(DOT)的形态分析 本方法采用高效液相色谱 U3000 与 iCAP Qc ICPMS 联用技术使用 C18色谱柱，实现了二丁基锡(DBT)、三苯基锡 (TPhT)、三丁基锡 (TBT)、二辛基锡 (DOT)的同时分离，并且渐出现能够分别达到：(以信噪比(S/N)3倍峰高对应浓度为检出限)0.3、0.21、0.26、0.8pg/L HPLC 测定条件 色谱柱： Acclaim RSLC 120 C18， 2.2um， 3.0×100mm 洗脱方式：梯度 流动相：V(乙腈)：V(水)：V(乙酸)=65：23：12的混合溶液，0.1%三乙胺， pH为3.6 iCAP Qc ICPMS 测定条件 Analyzer Pressure Readback： 1E-06 mbar Spray Chamber Temperature：-5℃Cool Flow： 14 L/min Q Cell gas： H4.0mL/min Additional Gas(%)0-250mL： 65 数据采集模式： Transient TRA 驻留时间：200ms 定量方式： FullQuant Plasma Power： 1550 W Auxilliary Flow： 0.8 L/min Nebulizer Flow： 0.7 L/min KED： 3v 采集时间：2000s 质量数：118Sn 分辨率： Standard Start/Stop模式： Auto trigger ICP-MS 联用技术部分应用文集 使用 HPLC 和XSERIES 2 ICP-MS联用进行生物样禾和环境样品中汞形态分析/HPLC-ICP-MS 采用 HPLC 和 XSERIES 2 ICP-MS 联用检测矿泉水中3价和6价介/HPLC-ICP-MS使用 HPLC 和 XSERIES 2 联用测定玩具中Cr形态以满足法规的要求/HPLC-ICP-MS使用 iCAP Q ICP-MS 和HPLC 联用测定玩具样品中 Cr(ⅢI) 和 Cr(VI)/HPLC-ICP-MS采用 HPLC 和 Thermo Scientific XSERIES 2 ICP-MS 联用检测鱼肉组织中的砷形态/HPLC-ICP-MS采用 HPLC 和 Thermo Scientific XSERIES 2 ICP-MS联用检测营养补充剂中的硒代蛋氨酸/HPLC-ICP-MS采用 HPLC 和Thermo Scientific XSERIES 2 ICP-MS联用检测海藻提取物中的有机机/HPLC-ICP-MS使用 HPLC 和 XSERIES 2 ICP-MS联用检测混凝土和大气颗粒物中铬/HPLC-ICP-MS高效液相色谱-电感感合等离子体质谱法分析生物样品中硒的化学形态/HPLC-ICP-MS离子对反相高效液相色谱-等离子体质谱联用在碘形态研究中的应用/HPLC-ICP-MS基于离子液体分散液液微萃取与高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用对液体化妆品中汞的形态分析/HPLC-ICP-MS使用 iCAP Q ICP-MS 和阴离子交换离子色谱法对饮用水中铬(Ⅲ及Ⅵ)进行形态分析/IC-ICP-MS使用 iCAP Q ICP-MS 和离子色谱联用对苹果汁中的砷进行形态分析/IC-ICP-MS使用 iCAP QICP-MS 和离子色谱联用测定有机糙米奖中的砷形态 /IC-ICP-MS使用 iCAP Q ICP-MS和离子色谱联用测定玩具样品中 Cr(ⅢIl) 和 Cr(VI)/IC-ICP-MS离子色谱-电感耦合等离子体质谱法检测纺织品中六价铬/IC-ICP-MS离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定不同形态碘元素/IC-ICP-MS离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用检测尿样中的三价铬和六价铬/IC-ICP-MS离子色色-电感耦合等离子体质谱联用法测定环境中的痕量 Sb(V) 和 Sb(ⅢI)/IC-ICP-MS 阴离子交换色谱电感耦合等离子体质谱联用测定长期汞暴露人群硒干预后血清中硒的化学形态/IC-ICP-MS 更清洁 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技(纽约证交所代码：TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元， 在50个国家拥有员工约50，000人。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战，促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于 Thermo Scientific、Life Technologies、Fisher Scientific 和 UnityM Lab Services 四个首要品牌，我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合，为客户、股东和员工创造价值。 欲了解更多信息，请浏览公司网站： www.thermofisher.com 赛默飞世尔科技中国 赛默飞世尔科技进入中国已超过30年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉等地设立了分公司，员工人数超过3800名。为了满足中国市场的需求，现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了7个应用开发中心，将世界级的前沿技术和产品带给国内客户，并提供应用开发与培训等多项服务；位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术，研发适合中国的技术和产品；我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队，在全国有超过2000名工程师提供售后服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。 欲了解更多信息，请登录www.thermofisher.cn 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118