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【摘 要】 ICP-MS法是测定痕量和超痕量元素的一种分析手段，我国应用该法测定贵金属已有十多年历史，近年来的研究应用发展较快。論文简单介绍了ICP-MS法的分析性能及其测定贵金属的分析程序；着重介绍了我国分析工作者用ICP-MS法测定贵金属在岩矿分析、金属材料分析和环境生物样品分析中的研究应用概况。
【关键词】 ICP-MS法；电感耦合等离子体质谱法；痕量贵金属
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是检测复杂体系中痕量和超痕量元素的一种分析技术，它创立于1980年。1984年我国引进了一台英国的ELAN250ICP-MS仪器并投入使用，从此以后，有关ICP-MS测定元素的研究应用及仪器的引进报道在国内不断出现，近年来已成为国内许多实验室测定痕量和超痕量元素的一种例行手段，广泛地用于地矿、材料、环境、生化、医药、农业和食品等领域。ICP-MS分析技术的原理、仪器进展及研究应用情况已有许多文献报道，本文仅对ICP-MS测定贵金属在中国的应用情况作一简要介绍。
1. ICP-MS的分析性能
ICP-MS是以电感耦合等离子体（IPC）作为离子化源的一种无机质谱技术，主要由3大部分组成：IPC离子源、接口和质谱计。通过进样系统将试样送入IPC炬中，试样中的元素在高温下解离成离子；这些离子以超声速通过接口进入质谱计，被重新聚焦并传递到质量分析器；根据质量/电荷比（m/z）进行分离。被分离的待测元素离子按顺序打在电子倍增管上，信号经放大后由检定系统检出。该法具有独特的优点：①可检测的元素覆盖面广，可测定70多种元素；②图谱简单（只有201条谱线）易识，谱线少，光谱干扰相对较低；③灵敏度高，检测限低（从几个μg/L到ng/L）；④分析速度快，多元素可同时测定；⑤仪器线性动态范围大；⑥可同时测定各种元素的同位素及有机物中金属元素的形态分析；⑦易与其他分析技术联用，大大地扩展了方法应用的范围。由于该法具备的良好分析性能，很快受到分析工作者的关注和接受，使方法日益普及。但ICP-MS法还存在一些不容忽视的缺点：①易出现基体和质谱干扰现象；②方法灵敏，待测元素含量低微，试样前处理时易引入污染，对所用试剂和溶剂的纯度要求高；③仪器的记忆效应较严重，易引起分析结果偏高；④ICP-MS仪器价格较贵，维护成本大，基层普及困难。所以，使用ICP-MS法分析样品时，要针对样品及待测元素的情况全面考虑制定分析测定方案。
2. ICP-MS法测定贵金属的程序
贵金属包括金、银和铂族（PGE）金属，按原子序数可分为2组：原子序数44～47（Ru、Rh、Pd、Ag）和76～79（Os、Ir、Pt、Au），它们所处的质量范围大，适合ICP-MS法测定。但贵金属在一般物料中含量低微，且分布不均匀，测定时物料中的可溶性基体或其它高浓度金属盐的存在，能引起基体效应；贵金属常以单质或金属互化物形式不均匀地存在物料中，可引起“粒金效应”。这2种效应给贵金属分析测定造成很大困难，为提高测定结果的精密度和准确度，在整个分析过程中就应克服这一困难。
2.1采样及溶（熔）样
贵金属在试样中（特别是地质样）含量低微，且分布不均匀，对这类试样应尽量磨细混匀，并大量取样进行分析，以增强样品的代表性和消减“粒金效应”的影响。
含贵金属样品的处理一般采用酸溶法、碱熔法和火试金法。分析地质样品时多用试金法，其中铅试金法只能准确测定Au、Pt、Pd和Rh；而镍锍试金法相对较好，基本可回收所有贵金属，但应注意镍锍试金中试剂带来的“空白”问题，为降低空白，应提纯试金过程中所用的镍料和有关试剂。地矿样品有时也用酸溶法，其中王水溶样较为普遍，该法虽简便，但效果较差，溶样过程中加入HF效果较优，这样可消除包裹金现象及不溶硅酸盐残渣对贵金属的吸附。碱溶法用得较少，用微波密闭酸溶后，不溶残渣用碱熔效果较好。金属材料及环境生物样品多采用酸溶法处理。
总之，制样溶（熔）样过程中，不但要注意降低空白，避免待测元素的损失；还要考虑基体、酸、碱及其它试剂的引入对分析谱线产生的干扰。
2.2分离富集
对于一些含贵金属且组成较复杂的试样，采用上述溶解处理得到的试液仍不能直接用于分析测定。因为这些试液中，贵金属含量仍很低微，而基体及其它共存元素大量存在，对分析测定产生严重干扰，所以必须采用分离富集手段，使试液进一步“纯化”。除火试金法外，常用共沉淀法、离子交换法、活性炭和泡塑吸附法及萃取法等。组成简单的试样可采用内标法、标准加入法或基体匹配法进行测定，必要时也可使ICP-MS法与液相色谱法、流动注射法等联用来完成测定。
2.3进样
ICP-MS测定贵金属以溶液形式进样最为适宜，因试样经过溶样、分离富集后获得的试液，不但成分较为“单纯”，而且使贵金属的浓度也有所提高，大大地降低了测定的干扰。这时以气动雾化、流动注射、电热蒸发等方式进入离子化器（IPC）进行质谱测定。对贵金属分布均匀的待测物料，可以固体形式进样，如采用悬浮液雾化法或激光烧蚀法等。无论是液体试样，还是固体试样进入调试好的ICP后，通过质量分析器和检测系统即可完成测定。
3. ICP-MS测定痕量贵金属的应用
ICP-MS测定贵金属的研究和应用在我国起步较晚，但发展较快。1996年第一篇研究论文见刊后，相关研究应用论文逐渐增多。近年来，ICP-MS分析痕量贵金属已从传统的地质样品分析扩展到材料分析和环境生物样品分析。
3.1岩矿分析
为了研究在地质运动过程中贵金属元素矿床的成因、分布、迁移和富集等信息，有效地指导矿物勘探、地质环境的研究，必须对地质岩矿样品中贵金属的质量分数进行分析。为提高测定结果的精密度和准确度，试样的前处理是非常必要的。
3.2金属材料分析 与岩矿分析相比较，材料分析相对简单，因对材料中的基体含量已大致了解，且样品均匀“单纯”。试样一般采用酸溶后，根据基体情况采用不同分离手段消除基体效应，再以内标法同时测定包括贵金属在内的多种元素。有的试样也可以固体形式进样测定。
3.3环境和生物样品分析
ICP-MS在环境分析中的应用早有研究，我国用该法分析环境和生物样品中贵金属近年才开始。近年来，由于汽车尾气净化装置的使用，环境中的PGE含量逐渐升高，对环境和生物造成潜在的污染源；加之贵金属在医学上的应用，必然引起人们对贵金属在生理过程的机理和药理研究，这就迫使人们对环境和生物样品中贵金属的浓度和形态进行分析。
4.结语
ICP-MS法测定贵金属在我国的研究应用只有十多年的历史，由于该法具有独特的分析性能，使其获得了极为迅速的发展。在一般分析对象中，貴金属的含量均很低微，测定前的样品预处理应倍加重视。为得到更高的测量准确度、精密度和灵敏度，样品的纯化分离及富集除已有的方法外，应进一步探索更好、更适用的方法。ICP-MS法在环境水、大气、土壤、食品、医药以及生命科学方面的研究发展很快具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]罗彦，胡圣红，刘永胜.激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展[J].分析化学，2001，29（11）：1345-1352.
[2]石贵勇，孙晓明，屈文俊，等.锍镍试金富集-等离子体质谱法测定西太平洋富钴结壳中的铂族元素[J].岩矿测试，2007，26（2）：113-116.
[3]张彦斌，程忠洲，李华.硫脲树脂富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中超痕量金银铂钯[J].分析试验室，2006，25（7）：105-108.
[4]林平，章新泉，张静，等.电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的稀贵金属元素[J].江西师范大学学报：自然科学版，2004，28（6）：534-536.
[5]郭鹏.电感耦合等离子体质谱法测定高纯氧化钽中28种痕量杂质元素[J].分析试验室，2008，27（3）：106-109.
[6]胡静宇，王海舟.电感耦合等离子体质谱干扰对钢铁及合金痕量分析的影响[J].冶金分析，2007，27（3）：18-24.
【关键词】 ICP-MS法；电感耦合等离子体质谱法；痕量贵金属
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是检测复杂体系中痕量和超痕量元素的一种分析技术，它创立于1980年。1984年我国引进了一台英国的ELAN250ICP-MS仪器并投入使用，从此以后，有关ICP-MS测定元素的研究应用及仪器的引进报道在国内不断出现，近年来已成为国内许多实验室测定痕量和超痕量元素的一种例行手段，广泛地用于地矿、材料、环境、生化、医药、农业和食品等领域。ICP-MS分析技术的原理、仪器进展及研究应用情况已有许多文献报道，本文仅对ICP-MS测定贵金属在中国的应用情况作一简要介绍。
1. ICP-MS的分析性能
ICP-MS是以电感耦合等离子体（IPC）作为离子化源的一种无机质谱技术，主要由3大部分组成：IPC离子源、接口和质谱计。通过进样系统将试样送入IPC炬中，试样中的元素在高温下解离成离子；这些离子以超声速通过接口进入质谱计，被重新聚焦并传递到质量分析器；根据质量/电荷比（m/z）进行分离。被分离的待测元素离子按顺序打在电子倍增管上，信号经放大后由检定系统检出。该法具有独特的优点：①可检测的元素覆盖面广，可测定70多种元素；②图谱简单（只有201条谱线）易识，谱线少，光谱干扰相对较低；③灵敏度高，检测限低（从几个μg/L到ng/L）；④分析速度快，多元素可同时测定；⑤仪器线性动态范围大；⑥可同时测定各种元素的同位素及有机物中金属元素的形态分析；⑦易与其他分析技术联用，大大地扩展了方法应用的范围。由于该法具备的良好分析性能，很快受到分析工作者的关注和接受，使方法日益普及。但ICP-MS法还存在一些不容忽视的缺点：①易出现基体和质谱干扰现象；②方法灵敏，待测元素含量低微，试样前处理时易引入污染，对所用试剂和溶剂的纯度要求高；③仪器的记忆效应较严重，易引起分析结果偏高；④ICP-MS仪器价格较贵，维护成本大，基层普及困难。所以，使用ICP-MS法分析样品时，要针对样品及待测元素的情况全面考虑制定分析测定方案。
2. ICP-MS法测定贵金属的程序
贵金属包括金、银和铂族（PGE）金属，按原子序数可分为2组：原子序数44～47（Ru、Rh、Pd、Ag）和76～79（Os、Ir、Pt、Au），它们所处的质量范围大，适合ICP-MS法测定。但贵金属在一般物料中含量低微，且分布不均匀，测定时物料中的可溶性基体或其它高浓度金属盐的存在，能引起基体效应；贵金属常以单质或金属互化物形式不均匀地存在物料中，可引起“粒金效应”。这2种效应给贵金属分析测定造成很大困难，为提高测定结果的精密度和准确度，在整个分析过程中就应克服这一困难。
2.1采样及溶（熔）样
贵金属在试样中（特别是地质样）含量低微，且分布不均匀，对这类试样应尽量磨细混匀，并大量取样进行分析，以增强样品的代表性和消减“粒金效应”的影响。
含贵金属样品的处理一般采用酸溶法、碱熔法和火试金法。分析地质样品时多用试金法，其中铅试金法只能准确测定Au、Pt、Pd和Rh；而镍锍试金法相对较好，基本可回收所有贵金属，但应注意镍锍试金中试剂带来的“空白”问题，为降低空白，应提纯试金过程中所用的镍料和有关试剂。地矿样品有时也用酸溶法，其中王水溶样较为普遍，该法虽简便，但效果较差，溶样过程中加入HF效果较优，这样可消除包裹金现象及不溶硅酸盐残渣对贵金属的吸附。碱溶法用得较少，用微波密闭酸溶后，不溶残渣用碱熔效果较好。金属材料及环境生物样品多采用酸溶法处理。
总之，制样溶（熔）样过程中，不但要注意降低空白，避免待测元素的损失；还要考虑基体、酸、碱及其它试剂的引入对分析谱线产生的干扰。
2.2分离富集
对于一些含贵金属且组成较复杂的试样，采用上述溶解处理得到的试液仍不能直接用于分析测定。因为这些试液中，贵金属含量仍很低微，而基体及其它共存元素大量存在，对分析测定产生严重干扰，所以必须采用分离富集手段，使试液进一步“纯化”。除火试金法外，常用共沉淀法、离子交换法、活性炭和泡塑吸附法及萃取法等。组成简单的试样可采用内标法、标准加入法或基体匹配法进行测定，必要时也可使ICP-MS法与液相色谱法、流动注射法等联用来完成测定。
2.3进样
ICP-MS测定贵金属以溶液形式进样最为适宜，因试样经过溶样、分离富集后获得的试液，不但成分较为“单纯”，而且使贵金属的浓度也有所提高，大大地降低了测定的干扰。这时以气动雾化、流动注射、电热蒸发等方式进入离子化器（IPC）进行质谱测定。对贵金属分布均匀的待测物料，可以固体形式进样，如采用悬浮液雾化法或激光烧蚀法等。无论是液体试样，还是固体试样进入调试好的ICP后，通过质量分析器和检测系统即可完成测定。
3. ICP-MS测定痕量贵金属的应用
ICP-MS测定贵金属的研究和应用在我国起步较晚，但发展较快。1996年第一篇研究论文见刊后，相关研究应用论文逐渐增多。近年来，ICP-MS分析痕量贵金属已从传统的地质样品分析扩展到材料分析和环境生物样品分析。
3.1岩矿分析
为了研究在地质运动过程中贵金属元素矿床的成因、分布、迁移和富集等信息，有效地指导矿物勘探、地质环境的研究，必须对地质岩矿样品中贵金属的质量分数进行分析。为提高测定结果的精密度和准确度，试样的前处理是非常必要的。
3.2金属材料分析 与岩矿分析相比较，材料分析相对简单，因对材料中的基体含量已大致了解，且样品均匀“单纯”。试样一般采用酸溶后，根据基体情况采用不同分离手段消除基体效应，再以内标法同时测定包括贵金属在内的多种元素。有的试样也可以固体形式进样测定。
3.3环境和生物样品分析
ICP-MS在环境分析中的应用早有研究，我国用该法分析环境和生物样品中贵金属近年才开始。近年来，由于汽车尾气净化装置的使用，环境中的PGE含量逐渐升高，对环境和生物造成潜在的污染源；加之贵金属在医学上的应用，必然引起人们对贵金属在生理过程的机理和药理研究，这就迫使人们对环境和生物样品中贵金属的浓度和形态进行分析。
4.结语
ICP-MS法测定贵金属在我国的研究应用只有十多年的历史，由于该法具有独特的分析性能，使其获得了极为迅速的发展。在一般分析对象中，貴金属的含量均很低微，测定前的样品预处理应倍加重视。为得到更高的测量准确度、精密度和灵敏度，样品的纯化分离及富集除已有的方法外，应进一步探索更好、更适用的方法。ICP-MS法在环境水、大气、土壤、食品、医药以及生命科学方面的研究发展很快具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]罗彦，胡圣红，刘永胜.激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展[J].分析化学，2001，29（11）：1345-1352.
[2]石贵勇，孙晓明，屈文俊，等.锍镍试金富集-等离子体质谱法测定西太平洋富钴结壳中的铂族元素[J].岩矿测试，2007，26（2）：113-116.
[3]张彦斌，程忠洲，李华.硫脲树脂富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中超痕量金银铂钯[J].分析试验室，2006，25（7）：105-108.
[4]林平，章新泉，张静，等.电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的稀贵金属元素[J].江西师范大学学报：自然科学版，2004，28（6）：534-536.
[5]郭鹏.电感耦合等离子体质谱法测定高纯氧化钽中28种痕量杂质元素[J].分析试验室，2008，27（3）：106-109.
[6]胡静宇，王海舟.电感耦合等离子体质谱干扰对钢铁及合金痕量分析的影响[J].冶金分析，2007，27（3）：18-24.