前言 ：隨著安捷倫氦 (He) 模式八極桿反應池系統(tǒng) (ORS) 碰撞池技術的發(fā)展以 及高基質進樣 (HMI) 氣溶膠稀釋技術的推出，對復雜的高基質環(huán)境樣 品（如土壤和污泥）進行穩(wěn)定而準確的 ICP-MS 分析已成為常規(guī)方法 [1]。然而，合同環(huán)境實驗室激烈的競爭和財務壓力使其越來越 關注所用分析儀器和方法的分析效率。與此同時，在提高樣品通量時 不影響數據質量和簡便易用性也是必需的。為滿足這些日益嚴格的分 析效率要求，安捷倫開發(fā)出了新版集成樣品引入系統(tǒng) ISIS 3，該系統(tǒng)使 Agilent 7900 ICP-MS 用戶能夠執(zhí)行高速不連續(xù)進樣分析，同時使采集 的數據質量*美國國家環(huán)境保護局 (EPA) 對數據采集的要求。通過結合 Agilent 7900 ORS4 He 模式碰撞池、超高基 質進樣 (UHMI) 與 ISIS 3 的*優(yōu)勢，可實現非常 出色的協(xié)同作用，使該系統(tǒng)能夠實現更快速的分 析，同時獲得更高的簡便易用性和優(yōu)異的基質耐受 性。本研究證明了將用于干擾去除的 He 模式、使 用 UHMI 的氣溶膠稀釋和不連續(xù)進樣相結合對于實 現最佳分析效率和數據質量的優(yōu)勢。

 合同實驗室成功要素 在合同環(huán)境實驗室中，一次成功的分析運行要考慮 以下指標： • 準確度（分析結果是否正確？） • 精密度（結果的重現性如何？） • 合規(guī)性（是否經得起法規(guī)審查？） • 費用（獲得分析結果的成本是多少？） 考慮到分析效率作為分析“費用”的重要因素而受 到越來越多關注，顯然在保持檢測限“切合目的要 求”（即滿足法規(guī)要求）的同時更快速地執(zhí)行分析 是常規(guī)合同實驗室的首要目標。ORS4 的快速池氣 體切換能力允許將不連續(xù)進樣與多種氣體模式結合 使用，以實現對受干擾及不受干擾（主要為低質量數）元素的最佳測量。7900 ICP-MS 的高靈敏度還 允許使用極短的積分時間，且不降低檢測限。

實驗部分：儀器 分析采用配備標準鎳錐、玻璃同心霧化器和 UHMI 選件的 Agilent 7900 ICP-MS。UHMI 將氣溶膠稀釋 與等離子體溫度自動優(yōu)化結合，大程度提高了 7900 ICP-MS 的等離子體穩(wěn)定性。與 Agilent 7700 系 列 ICP-MS 所用的上一代 HMI 相比，7900 ICP-MS 采 用的 UHMI 可提供更寬范圍的氣溶膠稀釋（最高至 100 倍）并改善樣品沖洗性能。 7900 ICP-MS 配備可選的 ISIS 3 不連續(xù)進樣 (DS) 附 件以實現所需的高樣品通量。ISIS-DS 還可大程度縮短每次測試時儀器暴露于樣品的時間，從而有 助于進一步改善對大批樣品的基質耐受性。ISIS 3 切換閥置于靠近霧化器處，可大程度縮短管線長 度并優(yōu)化不連續(xù)進樣分析周期。ISIS 3 切換閥的第 七個端口允許在閥中將內標 (ISTD) 溶液在線加入載 氣流中，在霧化之前實現溶液的高效混合并快速達 到穩(wěn)定。

 ISIS-DS 操作的基本原理請見安捷倫科技公司出版 物 5990-3678CHCN [2]。ISIS 3 的新功能是增加了由 計算機控制的三通閥，能夠在內標溶液和調諧溶液 之間進行切換。該閥可實現儀器優(yōu)化和樣品分析的 *自動化，無需手動切換管線。在本研究中，利 用固定的等離子體參數進行自動調諧，以對儀器性 能進行優(yōu)化。儀器條件如表 1 所示。

圖 1 示出 ISIS-DS 系統(tǒng)的基本操作過程：步驟 1 ― 載樣（左上圖）。使用高速 ISIS 3 活塞泵將樣品快 速吸入樣品定量環(huán)中，同時將含有在線內標的空白 載氣不斷泵送至霧化器中。步驟 2 ― 進樣（右上 圖）。然后旋轉 7 通閥，將載氣切換到定量環(huán)中， 將前面的樣品推入霧化器中。與此同時，自動進樣 器針頭移至清洗口，在加載下一個樣品之前對樣品 引入管線進行沖洗。

1000 µL 的定量環(huán)體積提供了足夠長的穩(wěn)態(tài)信號， 由此可在待采集的兩種不同池模式下完成三次重復 測定。這一配置突出了在 He 模式下有效去除干擾 的重要實際優(yōu)勢之一，其中可采用相同的池氣體和 條件去除所有多原子干擾，從而僅需對所有受干擾 的分析物采用一種池模式。Agilent 7900 ICP-MS 上 的 ORS4 還具有快速池氣體切換功能，因此每次進樣 可在兩種池模式（He 模式和無氣體模式）下重復 采集三次。相比之下，在利用反應池氣體的 ICP-MS 系統(tǒng)上使用不連續(xù)進樣時，多元素分析所需的不同 反應氣體的切換和池設置需要的時間顯著延長，因析，或者采取其他可替代的干擾控制手段。 通過長時間分析一個典型環(huán)境樣品序列來測試準確 度、分析效率和長期穩(wěn)定性，此類分析代表了合同 環(huán)境實驗室所面臨的日常工作量。樣品包括 EPA 方 法 6020A 所規(guī)定的水/土壤/沉積物的有證標準物質 (CRM)、加標樣品以及質量控制 (QC) 樣品（圖 2）。 利用 1% HNO3 和 0.5% HCl 基質配制校準標樣。無需 基質匹配，且在整個 9.5 h 的序列分析中無需進行 重新校準。

結果 本研究對于大多數元素采用 He 反應池模式，并對 低質量數元素采用無氣體模式。總之，在 9 小時 35 分鐘的時間內測試了 383 個樣品，每個樣品的運行 時間為 90 秒。與使用配備 ISIS 2 的 7700x ICP-MS 開 展的類似研究相比，通量提高了約 30% [3]。 方法檢測限 對低濃度標樣重復測定十次計算 3σ 方法檢測限 (MDL)，標樣中含痕量元素 0.1 ppb、礦物元素 10 ppb 和 Hg 0.01 ppb（表 2）。在無氣體模式下采集鈹，并 在 He 模式下采集其他元素。采用盡可能短的積分 時間，以大程度縮短總采集時間。這些并非“最 佳”檢測限，而是足以滿足方法要求的檢測限。利 用更長的分析時間，以及對更高純度試劑和清潔工 作實踐方法的大量投資可以降低背景的污染水平， 從而實現更低的檢測限，但是這種做法將導致分析 成本相應的增加。