釹鐵硼剖面 Tb,Dy 元素分布分析
測試對(duì)象：釹鐵硼剖面
測試元素：Tb，Dy
測試儀器：LA-ICPMS（激光燒蝕固體進(jìn)樣裝置 和 ICP-MS 質(zhì)譜儀聯(lián)用）
1. 樣品前處理
因?yàn)闃悠窓M切面積較小，所以將樣品鑲?cè)胙劳蟹壑小A 進(jìn)樣裝置對(duì)于被測樣品表面的光潔度要求較高，所以在測試前，給待測面做了鏡像拋光。處理過后的樣品如圖一。
圖一 剖面樣品照片
金屬域?yàn)殓R面拋光后的效果，黑域?yàn)闇y試之后的效果
2.測試
開啟 ICP-MS 和 LA 儀器，預(yù)熱 1 小時(shí)左右。將樣品放入 LA 樣品室。如圖二。
圖二 ICP-MS（左）和 LA（右）聯(lián)用儀器
設(shè)置好測試參數(shù)及流程，包括待測元素、掃描區(qū)域等，運(yùn)行測試程序，LA 和 ICP-MS 聯(lián)用將自動(dòng)同步，進(jìn)行樣品測試及數(shù)據(jù)采集。
LA 激光剝蝕斑點(diǎn)大小為 40um，掃描行數(shù)為 42 行，行間距為100um。測試所對(duì)應(yīng)的掃描區(qū)域 1，如圖三所示，其長寬為，L=1.5mm，W=4.14mm。
圖三 被測樣品掃描區(qū)域示意圖
與上圖相應(yīng)的，Tb，Dy 元素在掃描區(qū)域內(nèi)的分布分析測試結(jié)果如圖四和圖五。
圖四 Tb 元素的分布圖
右側(cè)圖示為信號(hào)強(qiáng)度（value）對(duì)應(yīng)的色標(biāo)（color）
圖五 Dy 元素的分布圖
右側(cè)圖示為信號(hào)強(qiáng)度（value）對(duì)應(yīng)的色標(biāo)（color）
從圖四和圖五可以看出，在掃描區(qū)域內(nèi)，Tb 和 Dy 兩個(gè)元素的濃度，均從上下兩端往中間遞減。掃描區(qū)域 2 和 3 測試所得的結(jié)果，趨勢同掃描區(qū)域 1 的結(jié)果。LA-ICPMS 的測試結(jié)果和用電子顯微鏡測試的結(jié)果一致。

鋼研納克電感耦合等離子體質(zhì)譜法icp-ms測定嬰幼兒輔食中Pb、Cd、Cr、As的含量
摘 要： 采用硝酸和雙氧水，于微波消解法條件下200℃溶解樣品，選擇質(zhì)量數(shù)207Pb，111Cd為分析質(zhì)量數(shù)，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定嬰幼兒輔食中Pb， Cd含量。各元素校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)r為0.9998-0.9999，線性關(guān)系良好；方法中各個(gè)元素測定下限為0.00026ug/g-0.00029ug/g之間，米粉回收率為96.8%-98%之間，并使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞： 嬰幼兒輔食，微波消解，元素測定
嬰幼兒輔食是一類添加適量營養(yǎng)成分以補(bǔ)充嬰幼兒營養(yǎng)的輔助食品，主要用于補(bǔ)充嬰幼兒身體成長所需的必須營養(yǎng)物質(zhì)。其有害重金屬對(duì)兒童傷害很大，其含量有嚴(yán)格的限定，因此檢測嬰幼兒輔食中的重金屬元素含量非常重要。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要儀器及工作參數(shù)
電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（鋼研納克檢測技術(shù)有限公司）；高純氬氣（純度不小于99.999%），具體工作參數(shù)見表1
表1 ICP光譜儀器主要工作參數(shù)
儀器工作參數(shù) 設(shè)定值 儀器工作參數(shù) 設(shè)定值
射頻功率／W 1350 輔助氣流速／L·min-1 1
冷卻氣流速／L·min-1 15 蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速/rpm 35
載氣流速／L·min-1 1.03 進(jìn)樣時(shí)間/s 25
全功能型微波化學(xué)工作平臺(tái)：上海市屹堯儀器科技發(fā)展有限公司。
1.2 試劑
Pb， Cd， Cr， As，Be，Rh，Re單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（國家鋼鐵材料測試中心）：1000 μg/mL；
硝酸（ρ約為1.42 g/mL），優(yōu)級(jí)純；雙氧水，優(yōu)級(jí)純；
實(shí)驗(yàn)用水均為二次去離子水。
1.3 樣品處理
準(zhǔn)確稱取0.5 g（精確至0.0001 g）試樣，放入聚四氟乙烯微波消解罐中。加入6mL硝酸，放置半小時(shí)，而后加入6mL硝酸，半小時(shí)后加入0.5ml雙氧水，雙氧水分次每隔半小時(shí)加入，共加入2ml，每次加入硝酸和雙氧水后，蓋上取出壓力膜的蓋子。放置過夜，轉(zhuǎn)移至微波消解儀中。而后使用微波消解樣品，緩慢升溫，使得消解溫度為200℃，保持20min。等樣品完全冷卻至室溫后，使用水域60℃加熱微波消解罐2h，冷卻后轉(zhuǎn)移樣品至50mL容量瓶中，加入Be，Rh，Re內(nèi)標(biāo)。定容搖勻待測。隨同做空白試驗(yàn)。
1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的配制
取5個(gè)100 mL容量瓶，分別加入各待測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，補(bǔ)加2mL硝酸，定容，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中各元素含量見表2。
表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中各元素含量
Table 2 Content of each element in the standard solution series μg/mL
元素Element Pb Cd
空白 0 0
標(biāo)準(zhǔn)1 0.5 0.5
標(biāo)準(zhǔn)2 1 1
標(biāo)準(zhǔn)3 5 5
標(biāo)準(zhǔn)4 10 10
2 結(jié)果與討論
2.1 質(zhì)量數(shù)選擇
在實(shí)際測試過程中，Pd，Cd不需使用碰撞。
表4 各元素分析線
Table 4 Spectral lines of each element
元素
Elemnet Pb Cd
質(zhì)量數(shù)
Mass number 207 111
2.2 校準(zhǔn)曲線和檢出限
按照儀器設(shè)定的工作條件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測定，以待測元素質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表5。在儀器工作條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法中各待測元素檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法中各待測元素的測定下限，結(jié)果見表5。
表5 各元素的線性回歸方程和檢出限
Table4 Linear regression equation of each element and detection limit
元素
Elements 線性范圍
Linear range/(?g/mL) 相關(guān)系數(shù)
Correlation coefficient 檢出限
Detection limit/(ug/g) 測定下限
Limit of determination/(ug/g)
Pb 0-10 0.9998 0.00026 0.00086
Cd 0-10 0.9999 0.00029 0.00096
3 樣品分析
3.1 精密度和回收率試驗(yàn)
按照實(shí)驗(yàn)方法測定米粉樣品中Pb、Cd、Cr、As，并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表5。
表5 微波消解法回收率試驗(yàn)
Table5 Precision and recovery test
元素
Element 測定值
Found/（μg/g） 加入量
Added/（μg/g） 測定總值
Total found/（μg/g） 回收率
Recovery/%
Pb 0.11 5 4.95 96.8
Cd 0.05 1 1.03 98
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
采用微波消解法對(duì)樣品進(jìn)行測試，并使用GBW(E) 100349 大米標(biāo)樣進(jìn)行驗(yàn)證，測定結(jié)果見表7。
表7 樣品測定結(jié)果
Table 7 Determination results of sample μg/g
元素Element 米粉 兒童餅干 兒童面條 磨牙棒 GBW(E)100349
標(biāo)準(zhǔn)值 GBW(E)100349
測試值
Pb 0.11 0.008 0.004 0.056 0.15±0.02 0.141
Cd 0.05 0.007 0.009 0.071 0.41±0.02 0.379
4 結(jié)論
采用硝酸和雙氧水及微波消解法溶解樣品，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測定嬰幼兒輔食中Pb、Cd含量。各元素校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)r為0.9998-0.9999，線性關(guān)系良好；方法中各個(gè)元素測定下限為0.00026ug/g-0.00029ug/g之間，回收率為96.8%-98%之間，并使用大米標(biāo)樣（GBW100397）進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本方法適用于嬰幼兒輔食中重金屬元素的準(zhǔn)確測定。

鋼研納克致力于成為中國金屬材料檢測行業(yè)的技術(shù)引領(lǐng)者。鋼研納克是國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的檢測機(jī)構(gòu)，也是國內(nèi)金屬材料檢測領(lǐng)域業(yè)務(wù)門類齊全、綜合實(shí)力的測試研究機(jī)構(gòu)之一。公司擁有多個(gè)中心和科技創(chuàng)新平臺(tái)，并在高速鐵路、商用飛機(jī)、航空航天工程、核電工業(yè)以及北京等國家重大工程、重點(diǎn)項(xiàng)目中承擔(dān)了材料檢測等攻堅(jiān)任務(wù)。此次鋼研納克在深交所創(chuàng)業(yè)板的亮相，證明了市場對(duì)鋼研納克的認(rèn)可，同時(shí)也是鋼研納克發(fā)展的必然產(chǎn)物。秉承“納百川，聚技術(shù)精英；克難關(guān)，登分析前沿”的宗旨，借助資本市場的平臺(tái)和資源，鋼研納克將繼續(xù)全力以赴，為客戶提供更全面的材料測試技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)評(píng)價(jià)等領(lǐng)域服務(wù)，為實(shí)現(xiàn)成為國際的檢驗(yàn)檢測技術(shù)綜合服務(wù)商的目標(biāo)而奮進(jìn)，同時(shí)也將為股東創(chuàng)造更大的價(jià)值。
依托國家鋼鐵材料測試中心，鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司（原鋼鐵研究總院分析測試研究所）是早使用和開發(fā)ICP-MS分析技術(shù)的科研單位之一，率先培育了一批ICP-MS應(yīng)用分析和儀器技術(shù)的知名專家，自1999年起負(fù)責(zé)或參與起草制定了ICP-MS分析應(yīng)用和儀器測評(píng)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)。已經(jīng)發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)ISO 16918-1:2009“Steel and iron -- Determination of nine elements by the inductively coupled plasma mass spectrometric method -- Part 1: Determination of tin, antimony, cerium, lead and bismuth”；標(biāo)1項(xiàng)GJB 5404.16-2005《高溫合金痕量元素分析方法第17部分電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定銀、鉍、鈰、鉿、鎵、銦、鑭、鉛、銻、鈧、錫、含量》；國家標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)以及糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《LS/T 6136—2019糧油檢測 大米中錳、銅、鋅、銣、鍶、鎘、鉛的測定 快速提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》。

為幫助用戶更好地學(xué)習(xí)、了解ICP-MS技術(shù)及應(yīng)用的進(jìn)展內(nèi)容，儀器信息別策劃了“精進(jìn)不休：ICP-MS新技術(shù)新應(yīng)用”專題，并邀請(qǐng)到ICP-MS市場上的主流生產(chǎn)商們，請(qǐng)他們談?wù)剬?duì)ICP-MS技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)展的看法。本文特別邀請(qǐng)到鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司ICPMS產(chǎn)品經(jīng)理屈華陽先生，與其就ICP-MS技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展歷程及未來趨勢進(jìn)行了深入溝通。
儀器信息網(wǎng): 請(qǐng)回顧貴公司ICP-MS的技術(shù)發(fā)展歷程
依托國家鋼鐵材料測試中心，鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司（原鋼鐵研究總院分析測試研究所）是早使用和開發(fā)ICP-MS分析技術(shù)的科研單位之一，率先培育了一批ICP-MS應(yīng)用分析和儀器技術(shù)的知名專家，自1999年起負(fù)責(zé)或參與起草制定了ICP-MS分析應(yīng)用和儀器測評(píng)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)。已經(jīng)發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)ISO 16918-1:2009“Steel and iron -- Determination of nine elements by the inductively coupled plasma mass spectrometric method -- Part 1: Determination of tin, antimony, cerium, lead and bismuth”；標(biāo)1項(xiàng)GJB 5404.16-2005《高溫合金痕量元素分析方法第17部分電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定銀、鉍、鈰、鉿、鎵、銦、鑭、鉛、銻、鈧、錫、含量》；國家標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)以及糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《LS/T 6136—2019糧油檢測 大米中錳、銅、鋅、銣、鍶、鎘、鉛的測定 快速提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》。
基于強(qiáng)大的ICP-MS痕量分析能力和全面的儀器技術(shù)積淀，鋼研納克組建了質(zhì)譜儀器技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)國產(chǎn)的ICP-MS儀器。2011年鋼研納克牽頭承擔(dān)了國家重大科學(xué)儀器專項(xiàng)“ICP痕量分析儀器的研制與應(yīng)用”（2011~ 2015，2011YQ140147），項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)9381萬元。在該項(xiàng)目的支持下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了高精度高分辨四級(jí)桿質(zhì)量分析器、超穩(wěn)定固態(tài)RF發(fā)生器技術(shù)、機(jī)械泵間歇真空運(yùn)行技術(shù)、免維護(hù)的四級(jí)桿控制技術(shù)，使國產(chǎn)ICP-MS產(chǎn)品研發(fā)取得了跨越式發(fā)展。隨著ICP-MS儀器技術(shù)全線打通、靈敏度和整體可靠性的大幅提升，高品質(zhì)ICP-MS推向了市場。鋼研納克ICP-MS儀器開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程得到了評(píng)審專家的一致好評(píng)。
隨著國家對(duì)環(huán)保要求越來越高，尤其是2016年以來的，“土十條”、“氣十條”、“水十條”的頒布，出現(xiàn)大量的環(huán)境取樣檢測需求。ICP-MS由于多元素同時(shí)測定、線性范圍寬，干擾較少成為重要的檢測手段，成為了土壤篩查等第三方實(shí)驗(yàn)室重要的檢測設(shè)備。隨著2017年土壤篩查工作的大規(guī)模開展，Plasma MS300型ICP-MS銷售量取得了重大突破，大量進(jìn)入環(huán)保第三方檢測市場。作為擁有近70年實(shí)驗(yàn)室檢測經(jīng)驗(yàn)的公司，鋼研納克充分發(fā)揮了測試中心的優(yōu)勢，不僅為客戶提供了滿足檢測標(biāo)準(zhǔn)要求的高品質(zhì)儀器，還派遣應(yīng)用專家到客戶現(xiàn)場面對(duì)面?zhèn)魇趯?shí)驗(yàn)方法和技巧，更好的滿足擴(kuò)項(xiàng)和檢測的需求。經(jīng)過第三方檢測實(shí)驗(yàn)室大批量長時(shí)間的實(shí)踐驗(yàn)證，儀器可靠性和易操作性得到了驗(yàn)證和提升。從市場角度看，鋼研納克Plasma MS 300型ICP-MS在環(huán)保、食品、藥品、公共安全、輕工、地質(zhì)等領(lǐng)域的應(yīng)用還有很大的市場空間。
基于ICP-MS儀器開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和儀器評(píng)測水平，鋼研納克參與制定了四級(jí)桿ICP-MS評(píng)測標(biāo)準(zhǔn)《GBT 34826-2017 四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀性能的測定方法》，儀器性能得到了廣泛的認(rèn)可和關(guān)注。Plasma MS 300型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀先后獲得了 中國分析測試協(xié)會(huì) BCEIA金獎(jiǎng)，北京市科委 新技術(shù)新產(chǎn)品證書、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì) 自主創(chuàng)新金獎(jiǎng) 等榮譽(yù)稱號(hào)。