前言：英國環(huán)境局 (EA) 是一個非政府部門公共機構(gòu)，上級機構(gòu)是英國環(huán)境、食品與農(nóng)村事務(wù)部 (DEFRA)。該機構(gòu)的職責之一是保護并改善英國的自然環(huán)境，為人類和野生生物創(chuàng)造更好的家園。類似機構(gòu)在英國其他權(quán)力移交地區(qū)履行著同等職能。環(huán)境局還負責管理和保護地表水和地下水，包括用于抽取飲用水和水產(chǎn)養(yǎng)殖的水體。這項工作涉及對許多不同的水基質(zhì)進行分析。

EA 實驗室中面臨的挑戰(zhàn)性的工作之一是測定海水和河口水體中潛在的有毒痕量金屬元素。此分析有助于確保來源于沿海和河口魚貝類水產(chǎn)品的安全。樣品溶液中的總?cè)芙夤腆w (TDS) 含量高且差異大、基質(zhì)可產(chǎn)生潛在的質(zhì)譜干擾，以及在高樣品通量下運行通常仍必須達到較低的檢測限，這些因素共同導(dǎo)致此類分析困難重重。其中一些目標元素 Ni、Cu、Zn、Cd 和 Pb 對應(yīng)的報告值分別為 0.3、0.2、0.4、0.03 和 0.04 µg/L。

EA Starcross 實驗室中針對這一應(yīng)用所用的現(xiàn)有方法，采用了懸浮態(tài)亞氨基二乙酸酯試劑進行基質(zhì)消除和分析物預(yù)濃縮，然后采用電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP-MS) 進行分析。雖然該方法可達到理想的性能，但樣品前處理階段需要使用昂貴的試劑，而且方法耗時費力，還需要由熟練的分析人員進行操作。

為達到簡化分析的目的，EA 對新一代四極桿 ICP-MS 進行了評估。這些儀器能夠有效消除干擾，達到較低的檢測限，并顯著提高對高鹽而多變基質(zhì)的耐受性。目標在于開發(fā)一種穩(wěn)定而可靠的方法，無需在分析前消除基質(zhì)、預(yù)濃縮或稀釋樣品，即可直接分析海水和河口水樣。方法還必須在提高效率的同時不降低數(shù)據(jù)質(zhì)量或分析能力。

實驗部分：儀器分析使用配備標準高基質(zhì)進樣 (HMI) 系統(tǒng)和可選安捷倫集成樣品引入系統(tǒng) (ISIS 3) 的 Agilent 7800 ICP-MS。利用 Agilent SPS 4 自動進樣器進樣。這款 ICP-MS 配備標準樣品引入系統(tǒng)，該系統(tǒng)由 Micromist 同心霧化器、石英霧化室和帶 2.5 mm 內(nèi)徑中心管的石英炬管組成。儀器使用鎳采樣錐（配備鍍鎳銅芯采樣器）。系統(tǒng)還配有用于載氣（霧化器）的安捷倫氬氣加濕器，以防鹽分在霧化器中積聚。在內(nèi)標 (ISTD) 和載氣/樣品流中，使用 0.76 mm 內(nèi)徑管線按 1:1 的比例在線加入 ISTD、 Rh 和 Ir。

儀器：運行條件列于表 1 中；根據(jù)目標樣品的預(yù)期基質(zhì)濃度對 HMI 設(shè)置（陰影行）進行自動調(diào)諧。五種目標分析物（Ni、Cu、Zn、Cd 和 Pb）均在氦 (He) 碰撞模式下進行采集。采用簡單的單步調(diào)諧方法，He 模式可通過動能歧視 (KED) 可靠地減小或消除所有常見的多原子干擾。

試劑與樣品通過亞氨基二乙酸酯官能化聚合物微珠的絡(luò)合 (CETAC) 制得不含痕量元素的海水。然后使用海水配制校準標樣、QC 和基質(zhì)空白溶液。所有溶液均在英國環(huán)境局 Starcross 實驗室配制。ISIS 3 載體溶液為 2% HNO3/0.5% HCl (UpA Merck)。全新 ICP-MS 方法和工作流程在開發(fā)全新 ICP-MS 方法的過程中，使用 7800 ICP-MS 對各種海水樣品進行了分析。7800 系統(tǒng)的 HMI 系統(tǒng)使用“氣溶膠稀釋”降低了 ICP-MS 上的基質(zhì)載量，使海水等高基質(zhì)樣品可直接進樣。由于樣品通量也是一個重要因素，因此 7800 系統(tǒng)配有 ISIS 3 定量環(huán)進樣系統(tǒng)。ISIS 3 將離散樣品或樣品“栓”注入流動的載流中，使樣品運行時間縮短至 1 分鐘左右。 ISIS 3 通過大程度縮短 ICP-MS 儀器每次測量的樣品引入、等離子體以及接口暴露于樣品基質(zhì)的時間，進一步提高了基質(zhì)耐受性。系統(tǒng)的基本運行過程如圖 1 所示。

采用 ICP-MS 分析海水樣品時，多種基質(zhì)型多原子干擾會妨礙多種分析物的測量。例如：44Ca16O 對 60Ni 的干擾、23Na40Ar 對 63Cu 的干擾、95Mo16O 對 111Cd 的干擾。為有效去除這些多原子離子， 7800 系統(tǒng)配備的八極桿反應(yīng)系統(tǒng) (ORS4 ) 池針對氦 (He) 碰撞模式的運行進行了優(yōu)化。He 模式可輕松采用單步調(diào)諧方法，并為各種元素提供了可靠而準確的定量結(jié)果。除降低方法復(fù)雜性以外，使用 He 碰撞模式還可以避免逐個元素及逐個樣品的優(yōu)化，在使用反應(yīng)池氣體的四極桿 ICP-MS 方法中通常需要進行這種優(yōu)化。采用 HMI 設(shè)置和 ISIS 3 程序的 7800 系統(tǒng)*由 Agilent ICP-MS MassHunter 軟件控制。 MassHunter 提供了 MassHunter 方法向?qū)?，借助這一安捷倫專有的 MassHunter 方法向?qū)Э蓪崿F(xiàn)簡單一致的自動調(diào)諧和自動化方法設(shè)置。

結(jié)果與討論：檢測的幾種海水基質(zhì)包括：Quasimeme 實驗室間性能測試樣品（河口和開放海域）；EA 內(nèi)部分析質(zhì)量控制 (AQC) 樣品；天然開放海域和河口水樣；以及每種天然樣品的加標樣品。按隨機順序?qū)λ羞@些不同的樣品基質(zhì)進行檢測 (n = 4)，不考慮鹽度，并與單個多元素校準集進行對比。在整個運行中，還對空白海水進行隨機重復(fù)分析 (n = 40) 以確定方法檢測限 (MDL)。