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I 概述 在元素质谱分析领域，氩基电感耦合等离子体质谱法（Ar-ICP-MS）虽为常用技术，但其高昂的运行成本（氩气消耗）及氩基多原子离子干扰（如??Ar?对??Ca、??Ar1?O?对??Fe、??Ar3?Cl?对??As的干扰）一直是困扰研究人员的难题。 近期，Schild等人发表于《Analytical Chemistry》的一项开创性研究，将一种新型高功率氮气微波电感耦合等离子体源（MICAP）与飞行时间质谱（TOFMS）联用，为突破上述瓶颈提供了解决方案。 II MICAP技术核心优势：以氮气替代氩气，实现降低成本与更低背景 MICAP技术的核心创新在于采用氮气（N?）完全替代昂贵的氩气作为等离子体气源。与依赖复杂射频发生器的传统Ar-ICP不同，MICAP通过介电谐振环在微波场中感应耦合能量，结构更紧凑且无需冷却。这一变革带来了两大核心优势： 1. 显著降低运行成本：仅气源一项，即可节省约70%的运营开支。 2. 质谱背景：氮基等离子体完全消除了Ar?、ArO?、ArCl?、Ar??等典型的氩基干扰离子。其背景谱图主要呈现NO?、N??、N?等物种，且质荷比大于60的区域几乎无背景干扰。这使得以往受干扰严重的??Ca、??Fe、??As、??Se等关键同位素的直接检测成为可能。 III 性能对标Ar-ICP：灵敏度相当，检出限更优 为验证MICAP源的实际分析能力，研究团队将MICAP源与TOFMS联用，并与同一质谱仪上的传统Ar-ICP源进行了系统对比： 灵敏度与检出限：对于大多数元素，MICAP-TOFMS的灵敏度略低于Ar-ICP-TOFMS，但得益于更低的背景噪声，两者的检出限（LODs）总体相当。尤其对于??Ca和??Fe，由于规避了干扰，MICAP源的检出限比Ar-ICP源低了一个数量级以上。 线性动态范围：MICAP-TOFMS展现出10?至10?的线性范围，与Ar-ICP-TOFMS持平。 氧化物与氮化物：MICAP源的氧化物产率（如CeO?/Ce?）略高于Ar-ICP，氮化物产率（如ThN?/Th?）约为Ar-ICP的10倍，但其生成比例在较宽的等离子体条件下保持稳定，具备数学校正的潜力。 IV 方法学验证：基体耐受性与抗干扰能力 研究通过严谨的实验设计，证实了MICAP-MS在复杂样品分析中的可靠性： 1. 等离子体条件优化：系统考察了雾化气流速和等离子体功率对信号的影响。结果表明，高电离能元素（如As）在较低雾化气流速下信号更强，而高质量数离子在高流速下更优，这与Ar-ICP行为一致，为实际分析提供了方法学基础。 2. 高盐基体耐受性：通过在高达10000 μg/L的NaCl溶液中进行测试，发现MICAP源对高盐基体具有良好的耐受性。当NaCl浓度低于1000 μg/L时，未观察到明显的基体效应，其稳健性可与Ar-ICP相媲美。 3. 消除Cl基干扰的突破性优势：在含1% NaCl的溶液中，Ar-ICP-MS因3?Cl??Ar?的形成导致??As的检测几乎不可行。而MICAP-MS利用氮基等离子体从源头消除了ArCl?干扰，在相同条件下对As的检出限仍低至60 ng/L，仅略有恶化，展现了其在复杂基体（如海水、体液）分析中的巨大潜力。 RADOM等离子体源是一种可直接替换传统氩气ICP-MS离子源的模块化装置。其核心原理在于采用氮气（N?）作为工作气体，结合经过十余年验证的Cerawave? “瓷能环”成熟技术，产生稳定、高耐受性的等离子体。该设计从源头上避免了氩气产生的多原子离子干扰，显著提升质谱分析能力，特别是针对39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素的分析精度与数据可靠性，不再依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术。 同时，其模块化设计能够实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强了设备的耐用性，做到低维护。对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生。此外，该离子源具有良好的兼容性，适配多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 Schild M, Gundlach-Graham A, Menon A, Jevtic J, Pikelja V, Tanner M, Hattendorf B, Günther D. Replacing the Argon ICP: Nitrogen Microwave Inductively Coupled Atmospheric-Pressure Plasma (MICAP) for Mass Spectrometry. Anal Chem. 2018, 90: 13443-13450. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b03251
I 概述 激光剥蚀与电感耦合等离子体质谱联用（LA-ICP-MS）技术经过数十年发展，已成为固体样品中主量与痕量元素分析的强大工具。然而，传统Ar-ICP离子源固有的氩基干扰（如??Ar?对??Ca、??Ar1?O?对??Fe、??Ar3?Cl?对??As等）以及高昂的氩气消耗（约1 m3/h），始终是该技术难以回避的痛点。 近期，Neff等人发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究首次将MICAP离子源与激光剥蚀系统联用（LA-MICAP-MS），系统评估了其在固体样品直接分析中的潜力。 II 干法条件下的背景谱图：干扰显著减少，新挑战浮现 研究首先对比了干法条件下（无溶液引入）MICAP-MS与传统Ar-ICP-MS的背景谱图。结果显示： 氩基干扰大幅消除：MICAP-MS中，??Ar?、??Ar1?O?、8?Ar??等典型氩基干扰离子信号极低或低于检出限，质谱范围35–107 m/z区域的背景显著“洁净”。 氮基背景物种形成：MICAP-MS的主要背景物种为N?、NO?、N??、O??、N??及N??等。其中，1?N?和1?N1?O?丰度最高（检测时需规避以避免检测器饱和）。 未知背景信号待解：在m/z 80、82、108、110处观察到未知背景信号，其来源尚不明确，但研究表明其与C、Ar、Cu等元素无关，有待进一步探究。 III 关键待测元素的干扰消除与检出限突破 得益于此洁净背景，传统Ar-ICP-MS中受严重干扰的关键同位素在LA-MICAP-MS中得以解放： 显著受益的元素：??Ca?、?2Cr?、??Fe?、??Se?、12?Te?等成为检出限低的同位素。其中??Mn?因避开了??Ar1?N?和??Ar1?NH?的干扰，检出限较Ar-ICP-MS降低了32倍。 检出限整体对比：对NIST SRM 610中64种元素的测定表明，LA-MICAP-MS的检出限普遍与Ar-ICP-MS相当甚至更低。尤其对于K、Ca、Cr、Mn、Cu、Se、Te、Pb等元素，改善效果显著。 仍需关注的元素：Si受1?N1?N?干扰导致检出限升高；P受1?N1?O?强干扰（约800,000 cps）而无法检出；Sn则因气路中存在污染而背景升高。 IV 定量分析能力验证：与Ar-ICP-MS性能持平 研究采用NIST SRM 610为外标、??Ca为内标，对NIST SRM 612和BCR-2G两种标准物质进行了定量分析： NIST SRM 612：涵盖主量、轻质量数、中质量数、高质量数、高电离能及受干扰元素在内的多种元素，LA-MICAP-MS的定量结果与参考值的偏差均在±10%以内，与Ar-ICP-MS表现一致。 BCR-2G（稀土元素）：对质量分数低至0.5-54 mg/kg的稀土元素进行定量，结果与参考值偏差同样在±10%以内，证实了其在痕量分析中的可靠性。 V 长期稳定性与仪器预热 对长达8小时的连续监测显示，LA-MICAP-MS在开机后存在约1.5-2小时的仪器预热漂移，轻质元素信号升高，重质元素则下降。但预热稳定后，信号比波动可控制在5%以内。ThN?/Th?比值全程稳定在0.2%，而ThO?/Th?在预热后从0.4%降至0.2%并保持稳定。 VI 总结与展望 本研究首次证实，LA-MICAP-MS对激光剥蚀产生的干气溶胶具有与Ar-ICP相当甚至更优的蒸发、原子化及电离效率。其在主量至痕量元素定量分析中的表现与Ar-ICP-MS高度一致，同时凭借氮基等离子体从源头消除了氩基干扰，显著降低运行成本。尽管在Si、P、Sn等元素的分析中仍面临新挑战，但总体而言，LA-MICAP-MS展现了挑战乃至替代传统LA-Ar-ICP-MS的巨大潜力。 RADOM等离子体源，可直接替换原有氩离子源，重构激发环境，突破传统分析边界： ■ 依托十余年成熟的 Cerawave? “瓷能环”技术，形成稳定且高性能的等离子体，基体耐受性更强； ■无氩工作环境，从源头消除氩基多原子离子干扰，大幅提升检测精度与数据可靠性； ■特别适合39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素高精度分析，无需依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术； ■模块化设计实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强耐用性，做到低维护； ■对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生； ■兼容多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 Neff C, Becker P, Hattendorf B, Günther D. LA-ICP-MS using a nitrogen plasma source. J Anal At Spectrom. 2021, 36: 1750-1757. https://doi.org/10.1039/d1ja00205h
I 概述 土壤重金属污染已成为全球性环境威胁，直接影响食品链安全与人体健康。传统氩基电感耦合等离子体质谱（Ar-ICP-MS）虽为痕量元素分析的有效手段，但其高昂的氩气消耗、氩基多原子离子干扰及复杂的射频电源系统等问题长期存在。 近期，You等人发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究系统评估了氮气微波电感耦合常压等离子体质谱（MICAP-MS）在土壤重金属分析中的应用潜力，证实其可作为Ar-ICP-MS的可靠替代方案。 II 方法学建立：土壤样品的消解与测定 研究选取了7种土壤标样和3种环境土壤样品，经王水消解后采用MICAP-MS进行分析，并与Ar-ICP-MS结果进行对比。同位素选择主要依据无同质异位素重叠、丰度适宜及无等离子体多原子离子干扰等原则，最终确定?1V、?3Cr、??Co、?2Ni、??Cu、??Zn、??As、112Cd和2??Pb为目标同位素。 III 土壤标样分析：与Ar-ICP-MS结果高度一致 对RV24-N2、RV26-N1、BRM 9b、BRM 10a等土壤标样的分析结果显示： 整体表现：MICAP-MS与Ar-ICP-MS测定的V、Co、Cu、Cr、As、Pb、Cd等元素质量分数均与参考值高度吻合，绝大多数落在参考范围内。 Ni的差异：MICAP-MS测定的Ni质量分数与参考值及Ar-ICP-MS结果存在显著差异。研究推测可能源于??Ti1?N?的干扰（Ti在土壤中普遍存在）以及MICAP-MS截取锥为Ni材质所致。 Zn的差异：Ar-ICP-MS测定的Zn质量分数普遍低于MICAP-MS。研究推测可能是高Ca基体消耗了部分等离子体能量，导致电离能较高的Zn（9.4 eV）电离不完全，间接表明MICAP-MS可能具有更高的等离子体能量和电离能力。 Hg的挑战：因样品引入系统存在严重记忆效应，两种方法测定的Hg结果均与参考值偏差较大，添加Au溶液未能显著改善。 计量兼容性：通过E?值验证，RV样品的测定结果与参考值具有良好的计量兼容性（E? < 1）。 IV 环境土壤样品分析：方法适用性验证 对采集自德国柏林的三份环境土壤样品进行分析，MICAP-MS与Ar-ICP-MS测得的结果高度一致。值得注意的是，Ni和Zn的差异趋势与土壤标样一致（MICAP-MS测定的Ni和Zn含量均高于Ar-ICP-MS），进一步证实了上述差异的系统性。 V 检出限与灵敏度对比 检出限（LODs）：对于轻元素（m/z ≤ 112），MICAP-MS的检出限略高于Ar-ICP-MS，可能源于氮基等离子体中氧化物和氮化物生成率较高所致。对于重元素（如Pb），MICAP-MS的检出限略低。Ni的检出限（337 ng/L）比Ar-ICP-MS（22 ng/L）高约15倍，主要归因于Ni材质截取锥带来的高背景。 灵敏度：轻元素（如Co）Ar-ICP-MS灵敏度更高或相当，重元素（如Pb）MICAP-MS灵敏度更高。这可能是离子传输光学系统差异导致的质量歧视及N?等离子体超声膨胀中离子动能对质量数更强依赖性所致。 VI 不同纯度氮气对MICAP-MS性能的影响 研究首次系统考察了不同纯度N?（99.5%、99.8%、99.999%、99.9999%）对MICAP-MS分析性能的影响： 定量结果：在不同N?纯度下，各元素质量分数几乎一致，表明等离子体形成和电离效率未受气体杂质显著影响。 背景谱图：主要背景物种为1?NO?、1?N?和1?N??，质荷比均低于35。低纯度N?中可检测到Na?及ArH?、Ar?等杂质信号，可能干扰??Ca、??Fe、??As等分析。 成本优势：氮气价格低于氩气，且本工作中MICAP-MS的气体消耗量比Ar-ICP-MS低25%。使用低纯度氮气可进一步降低运行成本，甚至可与氮气发生器联用，实现零气源成本。 V 总结与展望 本研究证实，MICAP-MS采用液体样品引入系统，可成为土壤中重金属测定的可靠替代方案。其在V、Co、Cu、Cr、As、Pb、Cd等元素分析中与Ar-ICP-MS结果高度一致，气体消耗量显著降低。尽管Ni和Zn的测定存在差异（分别源于截取锥材质和等离子体电离效率差异），但整体性能相当。不同纯度氮气的对比表明，在无干扰前提下使用低纯度氮气可进一步降低成本。综上，MICAP-MS凭借其与Ar-ICP-MS相当的分析性能、显著降低的运行成本及更低的维护复杂度，有望成为土壤重金属分析领域极具竞争力的技术选择。 RADOM等离子体源是一种可直接替换传统氩气ICP-MS离子源的模块化装置。其核心原理在于采用氮气（N?）作为工作气体，结合经过十余年验证的Cerawave? “瓷能环”成熟技术，产生稳定、高耐受性的等离子体。该设计从源头上避免了氩气产生的多原子离子干扰，显著提升质谱分析能力，特别是针对39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素的分析精度与数据可靠性，不再依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术。 同时，其模块化设计能够实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强了设备的耐用性，做到低维护。对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生。此外，该离子源具有良好的兼容性，适配多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 You Z, Akkus A, Weisheit W, Giray T,Penk S, Buttler S,Recknagela S, Abad C. Multielement analysis in soils using nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma mass spectrometry. J Anal At Spectrom. 2022, 37: 2556-2562. https://doi.org/10.1039/d2ja00244b
I 概述 钢铁中痕量元素（如Pb、Al、Sn等）的准确定量对材料性能调控至关重要。传统氩基电感耦合等离子体质谱（Ar-ICP-MS）在钢铁分析中面临两大挑战：高浓度铁基体引起的基体效应（等离子体抑制、空间电荷效应、锥口沉积）及氩基多原子离子干扰（如??Ar?对??Ca、??Ar12C?对?2Cr）。 近期，Winckelmann等人发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究系统考察了氮气微波电感耦合等离子体质谱（MICAP-MS）在铁基体中的基体耐受性，并验证了其在三种钢铁标准样品（非合金、低合金、高合金钢）痕量元素分析中的适用性。 II 操作条件对基体耐受性的影响 研究以?Li、??Sc、??Y、11?In、1??Tb、2??Bi为内标（覆盖m/z 6-209，电离能相近），通过监测含铁基体溶液（350 mg/L Fe、90 mg/L Cr、40 mg/L Ni）与空白溶液的信号比，系统考察了各操作参数对基体耐受性的影响。 雾化气流速（核心因素）：随着雾化气流速增加，内标信号强度先升后降（峰值约1.35 L/min），但基体耐受性持续下降。在0.9 L/min时，内标回收率为87%-92%；升至1.35 L/min时，回收率降至55%–73%且范围变宽。高流速下基体耐受性下降归因于：基体等离子体负载增加、气溶胶在等离子体中停留时间缩短。?Li（轻质量，空间电荷效应敏感）和2??Bi（电离能略高）在高流速下基体耐受性下降尤为明显。 其他气流参数：等离子体气流速（9-15 L/min）、辅助气流速（0.6-1.2 L/min）、保护气流速（0-0.3 L/min）及采样深度（4-7 mm）对基体耐受性影响不显著。仅辅助气流速略有影响，但幅度远小于雾化气流速。 离子透镜系统：优化离子透镜电压可显著改善轻元素（特别是?Li）的基体耐受性，主要机制是减少了截取锥后方的非弹性碰撞散射效应。重元素受碰撞散射影响较小，优化效果不显著。 III MICAP-MS在高浓度铁基体中的基体耐受性 在优化操作条件下（雾化气流速0.9 L/min），系统评估了不同Fe浓度（0-1000 mg/L）下的基体耐受性。在500 mg/L Fe浓度下，所有内标回收率均高于90%；即使在1000 mg/L Fe浓度下，回收率仍保持在80%以上。此外，高浓度酸（HNO?或HCl，2%-25%）会导致信号抑制，与Ar-ICP-MS中观察到的气溶胶传输效率变化机制一致。值得注意的是，实验过程中样品锥发生显著基体沉积，但信号在初始沉积后趋于稳定，无需频繁清洗。 IV 钢铁标准样品分析：水溶液校准与基体匹配校准对比 研究选取了非合金钢（ECRM 096-2）、低合金钢（ECRM 179-2）和高合金钢（ECRM 286-1）三种标准物质，经王水消解后采用MICAP-MS分析Al、Mn、Mo、Co、Cr、Cu、V、Ga、Nb、Sb、Sn、Pb等元素。分别采用水溶液校准（2% HNO?）和基体匹配校准（含500 mg/L Fe的2% HNO?）进行定量，结果如下： 定量结果：两种校准方法所得结果高度一致，且均与参考值良好吻合。仅?1V在低合金钢中的测定值略高于参考值，可能源于1?N3?Cl?的多原子离子干扰。 检出限与定量限：两种校准方法的检出限和定量限基本处于同一数量级。 截取锥材质影响：截取锥为Ni材质，故未对钢中的Ni进行定量。 V 总结与展望 本研究证实，MICAP-MS在铁基体中展现出优异的基体耐受性（500 mg/L Fe浓度下内标回收率>90%），是钢铁中痕量元素分析的可靠技术。雾化气流速是影响基体耐受性的核心参数，优化离子透镜可进一步改善轻元素的基体耐受性。在非合金、低合金及高合金钢标准样品的分析中，水溶液校准与基体匹配校准结果高度一致，且均与参考值吻合，验证了MICAP-MS对高浓度铁基体的耐受能力。定量范围覆盖五个数量级（从痕量元素到次要组分）。未来研究可进一步探索易电离元素（如Ca、Na、K、Li）在MICAP-MS中的基体效应，以拓展其应用范围。 RADOM等离子体源，可直接替换原有氩离子源，重构激发环境，突破传统分析边界： ■ 依托十余年成熟的 Cerawave? “瓷能环”技术，形成稳定且高性能的等离子体，基体耐受性更强； ■无氩工作环境，从源头消除氩基多原子离子干扰，大幅提升检测精度与数据可靠性； ■特别适合39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素高精度分析，无需依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术； ■模块化设计实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强耐用性，做到低维护； ■对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生； ■兼容多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 Winckelmann A, Roik J, Recknagel S, Abad C, You Z. Investigation of matrix effects in nitrogen microwave inductively coupled atmosphericpressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS) for trace element analysis in steels. J Anal At Spectrom. 2023, 38: 1253-1260. https://doi.org/10.1039/d3ja00088e
I 概述 氮气电感耦合等离子体（MICAP）作为一种新型离子源，近年来在元素质谱分析领域展现出替代传统氩基电感耦合等离子体（Ar-ICP）的潜力。然而，其等离子体特性、离子化效率及基体效应等方面的系统研究尚不充分。 近期，Kuonen等人发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究对MICAP离子源进行了全面的特性表征，系统考察了操作条件（微波功率、雾化气流速）及真空接口构型对分析灵敏度、等离子体背景及多原子离子形成的影响，为MICAP-MS的方法优化与应用推广提供了重要理论基础。 II 操作条件对分析性能的影响 研究通过改变微波功率（1150-1450 W）和雾化气流速（800-1100 mL/min），系统考察了等离子体条件对待测元素信号的影响。 等离子体温度与电位：通过离子透镜校准曲线的斜率和截距变化可推断，增加雾化气流速或降低微波功率均会降低等离子体气体温度。与Ar-ICP相比，MICAP离子源具有更低的等离子体电位和更陡的斜率（后者表明N?等离子体在膨胀过程中达到更高的速度）。 待测元素信号的分组规律：基于灵敏度最大值在功率-流速等高线图中的位置，可将元素分为三组： 第一组（低电离能元素）：如Li、Na、Mg、K、Rb、Sr、In、Cs、Ba、Lu。其灵敏度随雾化气流速增加而提高，归因于更高的取样效率。较高功率反而因径向扩散和空间电荷效应降低灵敏度。 第二组（中等电离能或高氧键强度元素）：如Be、Co、Ge、Cd、Ce、Pb、Th、U。在较高功率下灵敏度增加，归因于更高效的离子化。 第三组（高电离能元素）：如Zn、As、Se、Te。在最高功率和最低雾化气流速下获得最佳灵敏度，表明高温对提高离子产率至关重要。 ??Ca?的双峰分布：??Ca?的等高线图呈现双峰分布，低功率高流速处的信号对应真正的??Ca?，高功率低流速处的信号则归因于氮气中残留氩气（含量可达0.5%）形成的??Ar?干扰。 III 等离子体背景离子、氮化物与氧化物 背景离子：1?N?、1?N1?O?、1?N??、1?N??等氮基背景物种的信号随雾化气流速增加或功率降低而下降，与高电离能元素的行为相似。 氧化物：金属氧化物离子（如CeO?、ThO?、UO?）的形成趋势与传统Ar-ICP相似，但丰度略高，表明氮等离子体整体温度较低。氧化物丰度在低流速、高功率条件下最低。 氮化物：ThN?和UN?的丰度比约为0.5%，且受操作条件影响较小，在常规分析中可忽略。 IV 响应曲线对比与操作条件推荐 研究对比了三种典型操作条件下的响应曲线： 第一组条件（1150 W, 1050 mL/min）：低电离能元素灵敏度最高，但高电离能元素及难熔氧化物易形成元素受到显著抑制。 第二组条件（1450 W, 1100 mL/min）：缓解了高电离能元素的抑制，同时保持较高的灵敏度。 第三组条件（1450 W, 800 mL/min）：各元素灵敏度差异最小，但低电离能元素灵敏度损失较大；氧化物丰度最低（CeO?约2.5%、ThO?约8.6%、UO?约3.3%）。 综合考量，推荐采用高功率（1450 W）、低雾化气流速（800-850 mL/min）的操作条件，在控制氧化物丰度的同时，尽可能减少高电离能元素的相对抑制。 V 真空接口构型优化的影响 研究考察了样品锥孔径（1.1 mm vs. 0.8 mm）、样品锥与截取锥间距（通过垫片前移0.5-1.0 mm）及真空泵对分析性能的影响： 接口压力：使用小孔径样品锥可降低压力约30%；真空泵可降低压力约50%，并减弱压力随雾化气流速的增加幅度。 ??Ar?干扰：使用小孔径样品锥后，??Ar?信号显著降低，但代价是氧化物丰度升高。 未知干扰（m/z 80、82）：在截取锥前移且等离子体高温条件时，m/z 80和82处出现未知干扰信号，其来源尚不明确，可能与氮簇合物有关。 灵敏度：截取锥前移在所有情况下均导致灵敏度下降；真空泵配合标准接口可略微提升响应（允许使用更高雾化气流速而保持低氧化物丰度）。 总体而言，湿法进样条件下，标准接口构型已可满足分析需求，无需重大改动。 VI 检出限对比 MICAP-MS的检出限与其他高功率氮基微波等离子体质谱相当，并与同一质谱仪上的Ar-ICP-MS处于同一数量级（pg/mL范围）。部分元素的检出限及注意事项如下： ?Li?：MICAP-MS检出限（0.03 ng/mL）略高于Ar-ICP（0.004 ng/mL），可能与仪器优化方向有关。 ??Ca?：受氮气中残留氩气导致的??Ar?背景影响。 ??Se?：受m/z 80处未知分子离子干扰，背景信号升高。 ??Fe?：检出限（0.017 ng/mL）可能受1?N??背景影响。 V 总结与展望 本研究系统表征了MICAP离子源的操作特性，揭示了待测元素灵敏度随微波功率和雾化气流速变化的规律，并将元素分为三类，为其方法优化提供了理论指导。氧化物丰度略高于Ar-ICP，但可通过高功率、低雾化气流速有效控制；氮化物丰度低且稳定，不影响常规分析。真空接口构型优化未带来显著灵敏度提升，标准接口已可满足湿法进样需求。检出限与Ar-ICP-MS相当。综合运行成本优势，MICAP离子源已证明可成为元素质谱分析中Ar-ICP的补充乃至竞争性替代方案。 RADOM等离子体源是一种可直接替换传统氩气ICP-MS离子源的模块化装置。其核心原理在于采用氮气（N?）作为工作气体，结合经过十余年验证的Cerawave? “瓷能环”成熟技术，产生稳定、高耐受性的等离子体。该设计从源头上避免了氩气产生的多原子离子干扰，显著提升质谱分析能力，特别是针对39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素的分析精度与数据可靠性，不再依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术。 同时，其模块化设计能够实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强了设备的耐用性，做到低维护。对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生。此外，该离子源具有良好的兼容性，适配多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 Kuonen M, Niu G, Hattendorf B, Günther D. Characterizing a nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma ion source for element mass spectrometry. J Anal At Spectrom. 2023, 38: 758-765. https://doi.org/10.1039/d2ja00369d
I 概述 在电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术领域，使用氮气（N?）替代传统氩气（Ar）作为等离子体气源，是规避Ar相关质谱干扰、降低运行成本的重要方向。然而，对于N?-MICAP-MS这一新兴技术在实际样品分析中的定量能力、基体效应及其等离子体物理特性，学术界尚缺乏系统性的评估。 近期，Kuonen等人发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》的研究，通过严谨的实验设计，对N?-MICAP-MS的核心性能进行了全面解析，为其实用化提供了关键数据支撑。 II 核心发现：等离子体温度与Ar-ICP相当，奠定分析基础 等离子体温度是决定元素电离效率和干扰水平的关键参数。本研究采用三种独立方法（接口压降法、金属氧化物离子丰度比值法及热力学统计法）对N?-MICAP-MS的等离子体温度进行了交叉验证。结果表明，在常规湿法和膜去溶两种进样方式下，N?-MICAP的等离子体气体温度均在5000-6000 K范围内，与传统的Ar-ICP基本一致。这一关键结论从物理本质上证明了N?-MICAP具备与Ar-ICP相当的元素电离能力，为其作为替代离子源提供了坚实的理论基础。 III 膜去溶进样：灵敏度显著提升，但需警惕基体效应放大 研究系统对比了湿法与膜去溶进样对分析性能的影响。膜去溶通过降低等离子体的溶剂负载，显著提升了传输效率及灵敏度： 信号增强与元素依赖性：对于大多数元素，膜去溶可带来约10倍的信号增强。有趣的是，对于电离能较高的元素（如Be、Zn、As、Se，电离能≥9 eV），增强效应更为显著，这归因于水汽减少导致等离子体中NO?等电荷竞争离子的丰度降低，从而提高了高电离能元素的离子产率。 硼（B）的特异性损失：硼是唯一的例外。使用膜去溶后，其信号反而下降了7倍。研究表明，这是由于在去溶过程中，硼因挥发性较高或更易被吸附而在传输路径中发生显著损失。 基体效应加剧：当样品中存在高浓度基体（如100 mg/kg钙）时，膜去溶进样下的信号抑制更为严重（抑制率高达70%），远高于湿法（抑制率约30%）。这表明，尽管膜去溶能提升灵敏度，但也使等离子体对基体负载的变化更为敏感，在实际应用中需谨慎进行基体匹配或使用内标校正。 IV 定量能力验证：准确测定30种元素，标准曲线法与标准加入法结果一致 为验证N?-MICAP-MS的实际定量能力，研究选取了两种水质标准物质（NIST 1643f和SLRS-6），对其中30种元素进行了测定，并系统比较了标准曲线法和标准加入法的效果。 准确度：无论采用湿法还是膜去溶进样，绝大多数元素的测定结果与标称值的偏差均在±10%以内，仅有极个别元素（如Zn）的最大偏差达到17%，但在更高稀释倍数下可降至10%以内。 干扰分析：由于N?等离子体消除了Ar相关的干扰（如??Ar?、??Ar1?O?等），??K、??Ca、??Fe和??Se等受Ar干扰严重的高丰度同位素均可被直接用于检测。但研究也指出，N?等离子体会引入新的干扰（如1?N1?O?、1?N1?O1H?等），在测定低质量数元素（如Si、P、Ti）时仍需注意。 方法对比：在基体简单的水样中，标准曲线法与标准加入法的结果高度一致，偏差无显著差异。这表明对于基质相对简单的样品，使用简便的标准曲线法配合内标校正（本研究使用In）即可获得准确结果。 V 总结与展望 本研究全面证实了N?-MICAP-MS是一种可靠的、可替代传统Ar-ICP-MS的多元素分析技术。其等离子体温度与Ar-ICP相当，能够实现对30种元素的准确定量，并彻底规避了Ar相关的质谱干扰。膜去溶进样虽能大幅提升灵敏度，但会放大基体效应并导致硼等挥发性元素损失，使用时需权衡利弊。该研究为N?-MICAP-MS在环境、地质及生物分析等领域的进一步推广应用提供了重要的性能基准和方法学参考。 RADOM等离子体源，可直接替换原有氩离子源，重构激发环境，突破传统分析边界： ■ 依托十余年成熟的 Cerawave? “瓷能环”技术，形成稳定且高性能的等离子体，基体耐受性更强； ■无氩工作环境，从源头消除氩基多原子离子干扰，大幅提升检测精度与数据可靠性； ■特别适合39K、40Ca、56Fe、75As、80Se等同位素高精度分析，无需依赖碰撞/反应池或冷等离子体技术； ■模块化设计实现与原氩离子源切换自如，优化后的RF系统有效降低高压负载，增强耐用性，做到低维护； ■对于因离子源故障（尤其RF模块）而年久失修的ICP-MS，能够使其焕发新生； ■兼容多种 ICP-MS 采样口，适合基于四极杆、飞行时间（TOF）及激光剥蚀（LA）等研究探索的质谱实验室。 参考文献 Kuonen M, Hattendorf B, Günther D. Quantification capabilities of N2 MICAP-MS with solution nebulization and aerosol desolvation. J Anal At Spectrom. 2024, 39: 1388-1397. https://doi.org/10.1039/d4ja00058g
I 概述 在临床诊断、营养评估和生命科学研究中，准确测定人体血清中的钙（Ca）、铁（Fe）、硒（Se）等关键元素至关重要。数十年来，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）一直是进行此类痕量元素分析的公认方法。然而，传统ICP-MS在实际应用中存在一项长期挑战，限制了其在部分关键元素检测中的准确性。 近期，You等人发表于《Analytical and Bioanalytical Chemistry》的一项前沿研究，为我们带来了突破性的解决方案——氮气电感耦合等离子体质谱（MICAP-MS）。该研究通过一套严谨的实验设计，系统评估并证实了MICAP-MS在复杂血清样本分析中的卓越性能。 II 传统ICP-MS的局限：氩气带来的干扰问题 传统ICP-MS的核心限制源于其使用氩气（Ar）作为等离子体气源。氩气在电离过程中会形成多原子离子，对Ca、Fe、Se等元素的测量造成严重干扰，导致其丰度最高的同位素——如??Ca、??Fe和??Se——在常规氩气ICP-MS中无法被直接用于检测，严重制约了方法的灵敏度和准确性。 尽管已有碰撞池、冷等离子体等技术用于缓解这些问题，但这些方法通常增加操作复杂性，且未能从根本上解决干扰。 III 系统性的方法验证：从基质耐受性到高精度定量 本研究采用层层递进的策略，全面验证了MICAP-MS的分析能力： 1. 基体耐受性考察与标准曲线法（基体匹配） 研究首先考察了MICAP-MS对血清中高浓度钠（Na）的耐受性，并采用了基体匹配（在标准品中加入50 mg/L NaCl） 的标准曲线法进行定量。结果显示，在高Na浓度下（如2 g/L）会出现信号抑制，但在血清典型浓度（~50 mg/L）下影响可控。然而，标准曲线法的结果虽对多数元素有效，却仍不够理想，特别是Se、As、Zn因样品中有机碳残留导致的信号增强而显著高估，这引出了对更精准方法的需求。 2. 高Na基体对同位素比值影响的关键验证 为推行高准确度的同位素稀释法（ID），必须确认复杂基体不干扰同位素比值的测量。研究发现，即使在高达2 g/L的Na浓度下，??Fe/??Fe和?2Se/??Se的同位素比值也未发生显著变化。这一关键结论证明了在高Na血清基体中进行ID分析的可行性，为后续精准定量铺平了道路。 3. 同位素稀释法（ID）实现精准定量 基于前述基础，研究最终采用同位素稀释法（ID）进行最终定量。该方法有效校正了基体效应，使得Ca、Fe、Se的测定结果与多种标准物质的认证值完全吻合，充分展现了MICAP-MS与ID法联用在复杂样本分析中无与伦比的准确度。 IV MICAP-MS的突破：以氮气取代氩气，并可基于现有设备升级 MICAP-MS技术的核心创新，在于使用氮气（N?）替代氩气作为等离子体气源，这一变革带来以下关键优势： 1. 彻底避免Ar相关干扰，启用高丰度核素 由于等离子体中不再含有大量氩，??Ar?、??Ar1?O?、??Ar??等干扰离子也随之消失。这使得研究人员能够直接使用??Ca、??Fe和??Se这些丰度最高的同位素进行高精度同位素稀释分析（ID），这是传统Ar-ICP-MS无法实现的，显著提升了检测灵敏度。 2. 显著的升级便利性 本研究基于PlasmaQuant MS Elite ICP-MS进行改装，证实了MICAP等离子体源可直接对现有商用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行改装升级。这意味着实验室无需购置整台新设备，即可以较低成本、在不更换核心质谱部件的情况下，将传统Ar-ICP-MS升级为性能更优异的MICAP-MS，极大地提升了该技术的普及可行性与投资回报率。 3. RADOM等离子体发生器 RADOM 开发的高性能等离子体发生器，可以将空气、N?、CO?、H?、水蒸气等气体加热至等离子体状态，温度超过5500℃，能够为科研实验室提供紧凑、易用、可靠且经济实惠的等离子体解决方案，满足等离子体与材料科学研究的迫切需求。广泛应用于材料加工、表面活化改性、灭菌、气化、NOx可控合成、等离子体刻蚀、镀膜与喷涂等领域。 可用于替代 ICP-MS 的常规氩气等离子体源，非常适合基于TOF、激光剥蚀及经典四极杆等研究探索的质谱实验室，目前在全球科研机构已有十多个成功改装案例，涉及多家 ICP-MS 主流品牌。 ■ 模块化设计，适应多种 ICP-MS 采样器接口； ■ 视质谱类型及应用方向提供灵活的定制化服务； ■ 高度稳定的等离子体，激发源使用寿命长； ■ 无氩环境，能够对含氮化合物进行光谱分析； ■ 减少氩相关的多原子离子干扰，改善检测结果。 参考文献 You, Z., Winckelmann, A., Vogl, J. et al. Determination of calcium, iron, and selenium in human serum by isotope dilution analysis using nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS). Anal Bioanal Chem 416, 3117–3125 (2024). https://doi.org/10.1007/s00216-024-05274-0
一、概述 工业污泥是工业污水产生的固体废弃物。随着城市工业经济的快速发展和人们生活水平的提高，我国城镇污水处理率的不断提高，污泥产量急剧增加，污泥处理的问题日益突出，污泥中含有各种重金属和有机污染物等毒害物质易造成二次污染。污泥中的重金属因其不可降解及毒性大的特点成为限制污泥资源化利用的主要障碍。因此，建立一种合理有效的技术手段分析监测污泥中重金属的含量，对推动污泥资源化的开发利用有着重大意义。 采用ICP-OES等离子体发射光谱仪对工业污泥中重金属进行测定，该方法能同时测定多元素，且方法简便、分析周期短、稳定性好，分析效率高、精密度和准确度良好。 二、ICP 光谱仪简介 RADOM电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）凭借卓越的高精度多元素同步检测能力、宽广的线性检测范围以及优异的抗干扰性能，是测试工业污泥中重金属元素含量的理想工具。通过搭载先进的抗干扰系统与高性能 CMOS 检测器（400万像素级），仪器可对样品中多种金属元素进行精准分析，有效攻克复杂基体对检测过程的干扰难题，为用户提供稳定可靠的检测数据。 三、样品前处理 按照GB/T 36690-2018工业废液处理污泥中Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr等26种元素含量测定方法，进行样品的制备与前处理。 称取污泥样品于烧杯中，加入适量水润湿，加入盐酸、硝酸，在通风橱内置于电热板上低温缓慢加热，保持溶液不沸腾，蒸发至近干。取下稍冷，加盐酸、适量水，置于电热板上继续加热至残渣消解。消解完成后取下烧杯，冷却至室温，将溶液转移至容量瓶中，摇匀，待测。 四、结果与讨论 （一）待测元素谱线选择 在测定中，遵循低含量元素用灵敏线，高含量元素次灵敏线的原则，从基体干扰和背景校正两方面考虑选出各元素的最佳测定谱线。由于已进行基体匹配，只考虑光谱干扰和背景影响确定分析谱线，选择灵敏度高且无共存元素干扰的谱线作为分析线，为提高灵敏度，对多数低含量分析元素采用扣除背景方式进行测定。 各元素谱图和标准曲线相关系数，符合方法要求，满足测试需要。 （二）准确度 在污泥样品中添加符合分析方法一定量的国家有证标准物质，进行加标回收验证，加标回收率在90%-110%之间。 五、结论 采用RADOM全谱直读等离子体发射光谱仪，方法经加标回收率的验证，工业污泥中重金属元素的加标回收率在90%-110%之间，具有较好准确度，极好灵敏度，分析速度快，能满足工业污泥分析的要求。
I 概述 中间馏分燃料是通过原油蒸馏所得的一类燃料产品，主要包括柴油、船用柴油、煤油和航空煤油等。这些无色至淡黄色的燃料根据应用场景不同，其组分存在细微差异。燃料中存在的元素杂质可能影响多项关键性能指标，包括燃烧特性、腐蚀性、储存稳定性以及发动机积碳生成等。电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）通常被用于检测这些燃料中的痕量元素含量。 本应用使用RADOM等离子体发射光谱仪，按照ASTM D7111标准方法对中间馏分燃料进行检测。通过多个燃料样品检测数据，可看出RADOM具有优异的准确性与稳定性。 II 实验 仪器 RADOM全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）采用模块化设计，即中阶梯分光检测系统模块、等离子体发生器及进样系统模块。其颠覆性地使用陶瓷环取代传统水冷线圈，射频能量利用率更高，由此形成稳定且高性能的等离子体，具有更好的基体耐受性，尤其适合复杂样品的分析。另外摒弃传统复杂的水冷式RF发生器，创新采用极简风冷式，极大降低售后维修成本。同时无需循环水机，安静节能。小巧且紧凑的结构便于运输及迅速部署，支持现场即时检测。 本应用严格遵循ASTM D7111 Determination of Trace Elements in Middle Distillate Fuels by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) 电感耦合等离子体发射光谱法测定中间馏分燃料中的痕量元素方法，适用于中间馏分产品，其馏程范围为150-390°C。该方法要求使用煤油基质配制的有机金属标准溶液对样品进行直接检测。RADOM配置了有机溶剂专用进样系统，包含：一体式炬管、耐高TDS的V型槽雾化器、双通道旋流雾室，无需添加空气或氧气，且基本不会出现炬管积碳现象。 测试条件 RADOM等离子体发射光谱仪具体参数设置详见表1。样品通过自动进样器引入，每个样品分析耗时3分钟。同时，在本应用中使用空气作为雾化气，此项改进有效降低了碳的连续背景信号，使多种元素的检出限获得显著提升。表2列出本次实验所用的待测元素和钇（Y）内标的波长信息，以及通过10次空白测量标准偏差的3倍值计算所得的检出限。 标样及样品制备 标样、空白样和样品均按照ASTM D7111方法进行制备。工作标准溶液通过将油基储备标准溶液（VHG，LGC Standards）按重量法稀释于PremiSolvTM（Conostan, AnalytiChem）溶剂配制而成。钇（Y）内标溶液的最终浓度为3 mg/kg。针对所有待测元素，分别制备了空白样和2 mg/kg混合标准溶液。此外，还配制了5 mg/kg磷（P）标准溶液以扩展磷元素的校准范围。 实验选取三种本地采购的中间馏分燃料样品：柴油、农用柴油以及航空煤油。所有样品均添加1 mg/kg待测元素以评估系统性能，并统一加入钇（Y）内标溶液。 III 结果与讨论 按照前述方法绘制标准曲线后，在软件内检查各波长谱峰，以确认是否有光谱干扰并设置积分及背景扣除位置。定量分析所用的谱线由多个可选谱线中筛选得出。全波段范围数据采集功能，可在方法开发阶段通过多谱线验证，确保各元素结果的准确度。 图1所示为航空煤油的镁（Mg）、铜（Cu）和钛（Ti）加标量为1 mg/kg的谱峰，其中黄色为积分区域、绿色为基线。值得注意的是，Ti 334.903 nm与334.940 nm谱线之间可看到已完全分离，说明RADOM光谱仪具有高分辨率，可有效确保目标元素谱峰不受其他元素潜在的光谱干扰影响。 中间馏分燃料加标样品（1 mg/kg）的回收率结果详见表3。数据显示三个样品中的杂质元素加标回收率结果总体表现优异，仅硼（B）元素因普遍存在的稳定性/挥发性问题导致回收率偏差。 钇（Y）内标回收率在±15%范围内，表明系统在标准曲线与样品分析过程中稳定性良好。 RADOM等离子体发射光谱仪能够遵循ASTM D7111标准直接分析中间馏分燃料的要求。在整个检测过程中，未观察到炬管积碳现象，这一特性显著提升了检测效率——用户无需频繁进行炬管清洁维护。优异的准确度和稳定性证实了RADOM系统适用于此类燃料样品的常规检测。
I 概述 注重对发动机和设备进行适当的维护，可在很大程度上降低运营成本、延长使用寿命，进而提升设备性能。而过度维护和维护不足则可能导致发动机或设备的不必要维修或过早报废。新润滑油与在用润滑油的分析对保障重型设备发动机的初期及持续润滑需求至关重要。非计划性维护导致的停产损失与维修成本极高。通过监测润滑油添加剂、外来污染物及磨损金属含量，有助于了解设备运行状态和性能并确认需要维修的范围，油中所含元素可以反馈机件磨损的严重程度，这对设备的保养、工作性能的评价至关重要，并可精准判断预防性维护的时机。 下表给出了典型元素及其可能存在的相关磨损。 润滑油中磨损元素的传统检测手段为电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES），参照ASTM D5185 Standard Test Method for Multielement Determination of Used and Unused Lubricating Oils and Base Oils by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) 电感耦合等离子体发射光谱法测定用过的和未用过的润滑油和基础油中的多元素含量。 通常，ICP-OES具有简单、易用和高基体耐受性的优点。样品引入系统通过连续或脉冲方式将样品引入等离子体，具有线性范围宽、波长可灵活选择和易于操作的优点，使得ICP-OES成为磨损金属元素分析的有效手段。 本应用使用RADOM等离子体发射光谱仪对新润滑油及在用润滑油进行检测。油基标准品与样品仅需用有机溶剂稀释10倍即可进行多元素检测。鉴于多数实验室需每班次处理大量样品，分析速度极为重要。本文采用高通量自动进样系统，其工作流程包括：自动搅拌均质化样品、监控进样过程、快速引入ICP进行检测。实测数据表明，具有优异准确性与稳定性。 II 实验 仪器 RADOM全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）采用模块化设计，即中阶梯分光检测系统模块、等离子体发生器及进样系统模块。其颠覆性地使用陶瓷环取代传统水冷线圈，射频能量利用率更高，由此形成稳定且高性能的等离子体，具有更好的基体耐受性，尤其适合复杂样品的分析。另外摒弃传统复杂的水冷式RF发生器，创新采用极简风冷式，极大降低售后维修成本。同时无需循环水机，安静节能。小巧且紧凑的结构便于运输及迅速部署，支持现场即时检测。 本应用严格遵循ASTM D5185方法，仅需将油品用煤油溶剂稀释后即可直接上机检测。RADOM配置了有机溶剂专用进样系统，包含：一体式炬管、耐高TDS的V型槽雾化器、双通道旋流雾室，无需添加空气或氧气，且基本不会出现炬管积碳现象。 测试条件 RADOM等离子体发射光谱仪具体参数设置详见表1。鉴于润滑油检测实验室通常需每日处理数百个样品，高通量分析能力成为核心需求。同时，油品粘度差异显著，这对实现样品高效进样/清洗的同时保持高通量提出了重大挑战。为达成上述目标，系统集成ESI公司的SampleSense Oil油品进样系统，并实现全自动联动：样品加载至定量环时自动触发ICP分析、分析进行期间同步进行进样针清洗及下一个样品的气体搅拌预处理。主要特性包括： ? 快速气体搅拌：样品提升前通过进样针注入气体实现瞬时混匀 ? 真空快速进样：将样品加载至光学监控的定量阀环中 ? 强化清洗功能：样品阀加载期间同步用溶剂清洗雾化室 表2给出了目标元素和内标（Co）波长的具体信息。对于添加剂Zn元素，采用两个谱线进行自动交叉校准，以解决浓度范围较宽的问题。 配置ESI的SampleSense Oil油品进样系统可显著提升分析速度。气体注入功能可在样品被吸入阀之前将每个样品与氮气混合，避免一些油样从稀释溶剂中沉降，进而减少对样品提升产生的负面影响。通过优化后，每个样品的分析时间约为32秒。 标样及样品制备 标样、空白样和样品均按照ASTM D5185方法进行制备。标样通过稀释（w/w）标油（VHG, LGC Standards）制得，使用基础油保持油相基质一致，空白样和质控样品制备方式相同。 所有标样和油样均采用PremiSolvTM（Conostan, AnalytiChem）按重量法稀释，加入30 ppm钴（Co）内标，同时分析了质控样品（Conostan）以考察准确度。表3给出了标样和质控样品的浓度水平。本应用选取了四个在用润滑油样品和一个未使用润滑油进行检测（上图），所有油样均采用上述前处理方式按1:10（w/w）比例进行稀释。 III 结果与讨论 按照前述方法绘制的标准曲线，每分析15个油样执行一次质控核查以确保数据稳定性与准确度。在软件内检查各波长谱峰，以确认是否有光谱干扰并设置积分及背景扣除位置。图1列举了三个谱线的谱峰： 为进一步验证结果的准确度，同时制备了外部质控样品： ? NIST CRM 1085c润滑油磨损金属标准物质 ? Conostan S-21+K+Sb标准溶液，500 ppm 这些质控核查的结果（以回收率百分比表示）及检出限LOD（通过10次空白样重复测定获得，计算方法为标准偏差的3倍，已乘稀释倍数），如表4所示： 五组发动机油样的分析结果如图2所示，由于这些油样中添加剂、磨损金属及外来元素的浓度范围差异较大，结果采用对数坐标显示。 Co内标的回收率验证了方法的可靠性，其回收率普遍保持在±10%甚至更优。值得注意的是，新油样品中两条Co谱线的回收率有所降低，这表明（针对不同粘度的）润滑油样品采用内标校正对准确度至关重要。图3为五组油样中内标Co的回收率。 IV 系统稳定性 鉴于众多润滑油检测实验室每天需分析数百个样品，仪器响应的稳定性成为影响高通量检测的关键因素。若油样导致炬管中心管形成积碳，随着检测工作进行将引起信号漂移，甚至可能迫使工作中断。通常需要拆卸炬管进行清洁或更换，并在重新校准系统后才能继续后续样品分析。 图4与图5所示为连续5小时质控样的测试数据。该质控样每15个油样运行一次，在高通量实验室通常采用±10%的质控限进行监控。为便于观察，将待测元素分为两组：图4为高浓度元素，图5为低浓度元素。 在超过5小时的检测过程中，质控样表现出卓越的稳定性。经过数周的油样检测及方法优化验证，未在炬管上观察到积碳现象。 V 高通量自进样器 为满足每班次检测数百个油样的需求，使用ESI的SampleSense Oil油品进样系统即可。SampleSense Oil可通过样品针直接向样品/标准品内鼓气，实现自动混匀功能。之后样品被真空加载至定量环中，这种光学监控的进样方式为不同粘度的油样提供了极佳进样时间。在此样品加载的同时，雾化室使用溶剂冲洗以清除上一个样品的残留。 当样品加载完成后，SampleSense Oil系统将自动触发ICP进行数据采集。图6-8展示了这些自动化操作的流程示意图（气体及液体流路分别用不同颜色表示），使用该集成系统执行ASTM D5185标准方法时，油样分析速度可达每32秒完成一个样品。 VI 结论 RADOM等离子体发射光谱仪能够遵循ASTM D5185标准方法检测润滑油，并且与ESI SampleSense Oil油品进样系统联用时，可实现高通量检测，且具有出色的长期稳定性，在整个润滑油连续检测的16小时后炬管未发现积碳现象（右图）。
