样品制备和分析实例

分析环境样品和半导体样品是 ICP-MSICP-QQQ 的重要应用。这里对测定环境、半导体样品的注意事项进行说明。

环境样品分析

环境样品基体浓度高,所以一般需要进行预处理。另外,需要注意调谐和测定质量数。

样品预处理

如「分析性能术语」中说明,各种环境样品有不同的预处理法。这里举例对 EPA (the US Environmental Protection Agency) 方法和水测试方法进行说明。

半导体样品分析

ICP-MSICP-QQQ 可适用于 ppt 级和亚 ppt 级的元素分析,因此常用于半导体行业,分析超痕量的杂质。本章将举例说明半导体样品的分析。

设置环境

半导体设备中出现污染,会使产品性能恶化。碱金属、碱土金属造成的污染降低击穿电压,过渡金属造成的污染缩短载流子寿命,增加暗电流。掺杂元素移动设备的工作点,某些粒子会造成短路。因此,必须控制污染。但是,这些污染源存在于大气中各个角落,所以通过 ICP-MSICP-QQQ 测定的样品必须特别注意不要受这些污染影响。最好的方法是使用洁净室。

ICP-MSICP-QQQ 可以在洁净室中使用。前级真空泵可以防止在洁净室外部,只将仪器主机放置在洁净室内部。用于冷却仪器的空气从外流到内,并从上部的排风管排出,使灰尘粒子被控制在最小值。

洁净室的洁净度通过级别来表示。1,000 级, 表示直径大于 0.5 μm 的粒子为 1,000 个/立方尺以下。一般大气中为 100 万级。为得到 10 ~ 1 级的洁净度,洁净室的地板必须带有孔并允许空气向下流过。配置样品和标准溶液时,要求更高的洁净度,可以在 100 级的洁净工作台中进行操作。

样品引入系统/接口

为避免污染,必须特别注意样品引入系统的选择及清洁。

用于测定半导体样品的样品引入系统、接口和测定环境样品等污染样品使用的不同,需特殊配置。

调谐

基本方法请参阅「执行启动」。

使用标准炬管,使用常规模式和冷焰模式两种条件时,建议分别在两种调谐模式下进行调谐,调谐文件分别保存。数据采集时的条件切换,只是读入调谐文件,非常简单。

临床样品的制备

本章是关于液体临床样品制备和分析方法的快速入门指南。介绍了消解样品的方法步骤、和临床样品中微量元素分析的一般注意事项。该指南仅供参考。

试剂的选择

选择正确的试剂与正确的采样步骤同样重要,因此请保证所有试剂的质量。大多数临床样品可以在碱性溶液中制备,下面列出建议的试剂及 CAS 号(购买方式,请与当地试剂供应商联系)。

纯水

使用理由:

是主要溶剂、稀释剂。必须是高纯度品。是最重要的试剂。使用 Milli-Q 和 ELGA 等超纯水设备(> 18 MW。

氢氧化钠溶液(氢氧化铵、氨水)[CAS 1336-21-6]

使用理由:

是溶解细胞,防止蛋白质沉淀的碱性基本试剂。使用高纯度或超高纯度的溶液。

1-丁醇 [CAS 71-36-3]

使用理由:

可提高不同样品基体中电离能高的元素(As、Se)的灵敏度。使用高纯度或超高纯度的溶液。

EDTA(乙二胺四乙酸)[CAS 60-00-4]

使用理由:

在碱溶液中络合金属稳定溶液。最好是高纯度,请订购酸,而不是 Na 盐。

TritonX-100(非离子表面活性剂)[CAS 9002-93-1]

使用理由:

改善样品导入时的湿润性,降低喷雾室及火炬注射器内的沉淀和阻塞。使用高纯度的溶液。

硝酸 [CAS 7697-37-2]

使用理由:

仅在尿样由于磷酸浓度高而沉淀时使用硝酸作为基体。使用超高纯度的溶液。使用酸性溶剂时,为确保样品引入系统的化学稳定性,所有标准溶液及冲洗液也必须为酸性。一般 1% 的酸浓度足够。

溶液制备

稀释溶液时,在已清洗的低密度聚乙烯制或聚丙烯制瓶(PFA 或者 FEP)中混合试剂。稀释溶液的组成如下表所示。表内的质量是溶液最终体积为 1 升时的值。

试剂

在溶液中的比例(%)(w/v)

质量(每升)

1-丁醇

2%

20g

EDTA

0.05%

0.5g

Triton X-100

0.05%

0.5g

氢氧化铵

1%

10g

纯水

混合到所需体积

溶液在使用前请充分混合。

样品制备

样品制备只是用稀释溶液进行稀释。对于血液、血清、血浆,将样品稀释为 10 倍就够了。如果是尿样,最低需要稀释至 20 倍降低盐浓度,才能进行分析。

样品制备举例:

以使用 Agilent 自动进样器「I-AS」(配备 89 个样品架 [6 ml 样品瓶])为例进行说明。

0.5 ml 样品(血浆、血清、血液)或 0.25 ml 尿样,用塑料制一次性吸管采集,放入 I-AS 瓶中。然后,将 4.5 ml(血浆、血清、血液)或 4.75 ml(尿样)稀释溶液,用 5 ml 的烧瓶量取。用移液器向样品中注入大量稀释溶液就能充分混合,必要时还可用超声波混合。

样品量有限制时,可以调节使用的样品量。如果仪器上配有微流量的雾化器,则可以使用较少的样品量定量所有元素。

绘制校正曲线的标准溶液应使用相同基体配置。并且,为确保样品引入系统的化学稳定性,清洗液也全部用相同基体的稀释溶液进行。