引言無論是產品質量控制需要，還是法規(guī)的要求，都需要測定酒精中痕量元素。7500cx ICP-MS 測定麥芽酒精（威士忌酒）中的痕量元素應用金屬元素可能來自原料（比如水或谷物）以及制作過程（比如來自在發(fā)酵或蒸餾設備）。例如，由于蒸餾容器是用質量較差的銅制作的，所以飲料中含有高濃度的砷。痕量元素的含量水平也會對威士忌的味道有很大影響。因此，最終飲料產品需要測量其中痕量元素濃度。雖然 ICP-MS 對于許多元素具有高靈敏度和極檢出限，但酒精成分對一些關鍵元素的干擾以及所需的樣品制備都存在著一些問題。

7500cx 的特點是具有八極桿碰撞/反應池系統(tǒng)（ORS），它使用一組池條件（氦模式）就能消除基體產生的各種多原子干擾。對于酒精分析，來自樣品的主要干擾就是碳基干擾（比如，40Ar12C 對 52Cr 的干擾）。許多元素在氯化物基體中的穩(wěn)定性要遠大于用簡單的硝酸酸化。鑒于此，樣品中加入了鹽酸。加入鹽酸后產生了新的干擾（比如，35Cl 16O 對 51V;40Ar35Cl 對 75As，等），但這些干擾可以通過氦模式ORS 消除。7500cx 有一個備選的反應池氣體管線，可供在氫氣反應模式使用，氫氣反應模式可用于超痕量級硒的測定。在本工作中，由于幾個溶液稀釋后 Se 的含量小于 40 ng/L（有的低更多），所以也使用了 H2 反應模式。

實驗部分樣品制備以及儀器條件分析了以下幾種酒：四種蘇格蘭威士忌酒（Highland,Speyside, Islay, and a blend），一種愛爾蘭威士忌酒，一種美國 bourbon，以及儲存在鉛晶玻璃瓶中的一種蘇格蘭威士忌酒和一種美國樣品用 1% HNO3 和 0.5%HCl (v/v)稀釋 5 倍制備。使用混合酸比單獨使用硝酸明顯改善了許多元素的穩(wěn)定性，尤其是 Hg 和 Sn。多元素混合標準溶液用 1000ppm 的單標貯備液制備。為了補償樣品傳輸影響以及溶劑蒸發(fā)速率，在標準溶液中加入 8% 的乙醇（相當于原樣品稀釋 5 倍，原樣品酒精含量為 40% v/v）以使標準溶液中的酒精含量和樣品匹配，同時也能夠補償高碳濃度時 As 和 Se 的電離增強效應。為了進一步改善 Hg 的穩(wěn)定性，標準和樣品溶液中還加入了 Au（400 µg/L）。表 1 列舉了分析所用的儀器條件。采用 Agilent ASX520 配套的自動進樣器，樣品采樣提升速率大約150 µL/min。另配了化學淋洗體系[1]，并使用化學工作站軟件的預清洗功能對溶液泵程序進行了最佳化。采用 7500cx 的標準條件，內標（Ge, Rh, 和 Ir）采用系統(tǒng)的蠕動泵在線自動加入。對此類樣品，無須其它特殊注意的問題。

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數據采集采用了三種 ORS 模式：氦[He]模式，氫模式[H2]以及無氣體模式。氦模式是 7500cx 的默認操作模式。惰性 He 池氣體條件消除干擾是基于它們的離子橫截面而不是與 He 的反應。事實上，ICP-MS 中幾乎所有的干擾都是多原子離子，它們比相同質量的單原子離子具有更大的橫截面，所以，在池內與反應氣發(fā)生碰撞的機會多。由于每次碰撞都要損失能量，且干擾離子比待分析離子的能量損失更多，因此可通過質譜的能量過濾將兩種不同能量的離子分開（稱為能量甄別）。由于能量甑別與分析物－干擾物之間結合無關，所以單一的一組條件可以用于所有的分析物。由于稀釋后的樣品溶液中硒的濃度降至 ppt 級，所以Se 采用氫氣模式測定。雖然 Se 可以在氦模式中測定，但氫氣模式消除氬基干擾的效果更好，能改善硒的檢出限，所以它是低－ ppt 級測定的更好選擇。有些元素在氦氣和氫氣兩種模式下進行了測定，以提供池性能的比較數據。當然，對于常規(guī)分析，就不必這樣做了。所有池模式的數據都是在一次性的樣品通過和采集中獲得的。

結果和討論表 2 概括了檢出限(DLs)，背景等效濃度值(BECs)，以及不同池模式下（默認模式用粗體字突出）所研究的同位素的校準回歸數據。對于那些受碳和氯化物基體干擾的元素，當采用無氣體模式（即常規(guī) ICP-MS）時，BECs 和 DLs 受到嚴重影響。從 Cr 的測定結果可以清楚地看出：52Cr 的 BEC 在無池條件下是526 µg/L，而在氦模式下是 0.07 µg/L。由于干擾被有效消除至背景水平，所以 Cr 的兩個同位素 BECs非常接近。對 V, Fe 和 65Cu 的改善也是顯著的（在這類相對簡單基體中，63Cu 不受干擾），所有這些元素都是在氦模式下測定的。圖 1 至 3 顯示了選定的被干擾元素在使用和不使用池氣體時的校準曲線。圖 4 和圖 5 是 Be（低質量，難電離元素）和 Hg（高質量，難電離，低豐度同位素）的校準曲線?？梢姡切┦芨蓴_元素的校準曲線沒有通過原點，偏離很明顯。Be 和 Hg 曲線很好地說明了對于難電離的元素也提供了靈敏度。為了獲得低檢出限，將等離子體的電離效率大化是十分必要的。這可通過優(yōu)化樣品引入系統(tǒng)（低濃度和低氣體流速，寬直徑的注入炬管）和等離子體發(fā)生器的設計（27.12 MHz 固態(tài)固定頻率以及高效數字驅動）加以實現。所有這些要素結合起來就可以增加中心通道的溫度，改善電離效率。這與一種為改善低質量離子傳輸效率而設計的離子透鏡系統(tǒng)聯合，可進一步改善那些重要的但比較難分析的元素的檢出限。Ge, Rh 和 Ir 用做內標元素，在線加入。表 3 是所有樣品的定量數據，包括一個 Islay 威士忌酒的加標回收。給出了池氣體模式（通常為氦模式）的數據。雖然有些元素采用無氣體和有氣體兩種模式進行了測定，但是為了簡化數據組只列出了最合適的池模式數據。以 Cr 為例，在無氣體模式中，兩個同位素的數據不一致，并顯著大于用氦模式測定的數據，這是因為受到強烈的基于 C- 和 Cl-干擾的緣故。氦模式獲得的 Cr 的兩個同位素的數據相當，這說明數據的準確度很好。儲存在鉛晶玻璃瓶中的兩個樣品，Pb 的濃度明顯高于其它樣品。其它樣品 Pb 平均濃度大約 1.3 µg/L，而鉛晶玻璃瓶中兩個樣品 Pb 濃度幾乎高 10 倍。UK對飲用水中 Pb 的最大允許限值是 25 µg/L（井水），雖然該樣品中 Pb 的濃度沒有超出此規(guī)定范圍，但是到 2013 年允許限值將要降低到 10 µg/L，這樣的話，儲存在鉛晶玻璃瓶中的產品就不符合飲用水質量標準了。