給菜鳥：ICP-MS的前處理七大法寶

作者：階前塵

一般情況下，分析一個樣品只需幾分鐘到幾十分種，而樣品預處理卻要花幾個小時乃至幾十個小時。因此樣品預處理方法與技術的研究一直是分析工作者極其關注的問題。對各種樣品預處理新方法、新技術的探索、研究與完善，已成為重要的研究課題和發展方向之一。

具體到ICP-MS分析的時候，前處理顯得就更為重要了，因為它對基體的耐受性要比原子吸收、原子熒光等要差些，高基體的樣液極易造成干擾，而且對儀器本身的損耗也更為嚴重。合適的前處理方法不但能保證你的測試結果的準確性，也能減小分析對儀器造成的傷害。

以下筆者簡單介紹下一些無機分析的前處理方法。如下圖，這個分類是簡單的歸納，有些可能互相包含，但是為了敘述方便暫且如此吧，高手輕拍！

一、稀釋法

很多人可能會說這也叫前處理嗎？

沒錯，這是比較省時的前處理，但是如果你說它容易的話說明你確實還處於無機分析的初級階段。有的樣品可不經複雜的預處理過程，如血清、組織液等本身為液體的樣品，在測定其中的金屬元素含量時，可用水、稀酸溶液、含表面活性劑（如Triton X-100）或有機溶劑（如正丁醇、乙酸乙酯）的水溶液簡單稀釋後測定。

如血清樣品可用6%正丁醇水溶液或1%硝酸水溶液稀釋；全血可用0.01%Triton X-100水溶液稀釋後測定。也有實驗室採用異丁醇對油類樣品稀釋後直接引入電感耦合等離子體質譜儀進行檢測。

毛髮、軟組織、指甲、骨、牙等固體樣品也可用適宜的溶液溶解後測定。如用25%四甲基氫氧化銨的乙醇溶液溶解骨、指甲、毛髮、軟組織等，再適當的稀釋並過濾後即可上機分析。

二、酸提取

用酸溶液直接從樣品中提取待測成分，不需完全分解破壞有機物，只需將待測成分定量轉移到溶液中，故所用試劑量比較少，處理過程簡單，處理條件溫和，空白值低且造成待測成分損失或污染的可能性小。

但需注意基體干擾和提取效率是否能達到分析要求。

例如，用1mol/L HCl浸提糞便中的鋅；用2mol/L HCl 於60℃水浴加熱1h定量提取血漿中的錳；1%的硝酸可定量提取標準參考物質牛肝中的鎘、銅、鋅、錳；用三氯乙酸從血清蛋白中提取鐵等。

也有實驗室用5%硝酸提取牙膏和化妝品中的鍶和其它元素鉛、鎘、砷、鉻、銀、鋇、鎳和硒，然後用ICP-MS檢測。

三、礦物化法

無機分析中應用較為廣泛的方法，一般習慣叫消化法。可分為干法和濕法兩種。這種方法基本上消滅了樣品中的有機物，故曰礦物化。因為絕大多數樣品都是以有機物的形式存在的，消化的目的是用以破壞和分解樣品本身的有機成分，使被檢的無機離子分離出來。

濕法消化指在加熱條件下，用氧化性強酸、或混合酸，破壞和分解有機物，適用於大多數樣品。常用的酸有硝酸、鹽酸、高氯酸以及它們的混合，常用的混酸比例為硝酸+高氯酸=4+1或5+1，特殊行業會用到硫酸和氫氟酸。

如測定扇貝中的砷元素，一般要加硫酸以提高消解溫度，使有機砷釋放出來，否則用原子熒光測定的話會導致結果偏低。如果用ICP-MS檢測盡量避免引入氯和硫元素，因為會引入多原子離子干擾。干法消化機就簡單粗暴了許多，直接先用高溫將樣品碳化，然後置於馬弗爐中550℃高溫進行灰化，再用細算溶解殘渣，過濾後即可上機分析。

但是干法消化對於一些低溫元素是不適用的，如鉛、鎘、汞等，它們在高溫下很容易損失。即便是高溫元素，有些也是不適用於干法的，如測定鐵元素的時候，樣品在灰化過程中鐵很有可能轉化成四氧化三鐵，稀酸打不開，結果往往容易偏低。

比如國標中對奶粉中鈣鐵鋅等檢測的時候，推薦的干法往往易導致鐵的結果偏低。所以，干法實際應用中不推薦。

四、加壓分解法

嚴格意上講這也是礦物化法的一種。其實際上是將樣品置於密閉容器中，利用壓力以提高酸的沸點以加速樣品中有機物的破壞。

與常壓下的濕消化相比，加壓分解法的優點是提高了酸的利用率；有效防止了易揮發性元素的揮發損失；減小了空白值和降低了污染的可能性；處理溫度比較低，一般不超過150℃，節約能源。

但樣品處理量較小，通常少於0.5g。對於低含量待測元素，為了達到其檢測的目的可能需要講消解液合併，更容易被檢出。

五、微波消解

嚴格意義上講這也屬於礦物化法的一種。

微波消解法處理樣品速度快、一般3min－4min即可將樣品完全分解；試劑消耗量小、空白值低；消化容器密閉，材料和試劑無揮發損失，對環境污染小、節約能源、易於自動化,並且樣品製備精密度高。

缺點是同樣取樣量小，一般不超過0.5g。不過現在出現了超級微波，據稱可一取樣到1g甚至以上。

六、酶分解法

利用酶分解蛋白質而進行樣品處理的方法稱為酶分解法，這類方法特別適於生物樣品。

其優點是作用條件溫和，因而能有效防止待測物的揮發損失；

另一特點是它可維持金屬離子原有價態，因而可進行形態學分析；

例如，將胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草桿菌蛋白酶的混合溶液與肉作用，於pH7.8和37℃下水解蛋白質，可測定樣品中的Cr(Ⅵ)和Cr(III)。

七、紫外輻射消化法

這是一種利用紫外線輻射消化樣品的方法，有自動化的儀器，比如在消解血樣時取樣品0.05ml，置帶蓋的石英管中，每管加入0.1ml～0.2ml高氯酸－過氧化氫，或高氯酸－硝酸（1＋1）混合酸，混勻後，放入機內，開啟紫外線輻射裝置，直至樣品無色為止。該法具有需樣量少、空白值低、自動操作等優點，適用於血樣中痕量金屬分析的預處理。

如果大家用原子熒光和液相聯機做金屬的形態分析的話，可能會比較熟悉，因為這個消解步驟被集成到了整個分析過程當中。

以上就是無機分析中會用到的一些前處理方法。只是根據資料簡單歸納了下，希望對版友有所幫助，不妥之處還請海涵。

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