电感耦合等离子体串联质谱仪进行碘129的超痕量分析

本研究的目的是应用 8800 在 MS/MS 模式下测定 129I，在前期工作的基础上进一步提高 129I 的检测限和 129I/127I 的精密度，同时获得远高于 ICP-QMS 的丰度灵敏度。

实验仪器研究使用 Agilent 8800 电感耦合等离子体串联质谱仪。标准化的进样系统由玻璃同心雾化器、石英双通路 Peltier 制冷 Scott 雾化室和 2.5 mm 入口内径 (ID) 的整体石英炬管组成。表 1 列出了 ICP-MS/MS电感耦合等离子体质谱仪 的操作参数。

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参考物质和校正标准品将 129I 同位素标准溶液 [NIST SRM 3231 标准溶液 I 和标准溶液 II（NIST，Gaithersburg MD，USA）] 用 0.5% 四甲基氢氧化铵 (TMAH) 的去离子水溶液稀释，制备校正标准品系列。标液 I 的认证值为 129I/127I = 0.981 x10-6 ±0.012 x 10-6，标液 II 的认证值 = 0.982 x 10-8 ± 0.012 x 10-8。使用碘化钾制备碘空白基体（无 129I），含碘 889 mg/L（仅127I），然后根据需要进行稀释。这些标准溶液用于检测碘同位素响应的线性和测定 129I/127I 比值。

结果和讨论通过和氧气反应消除了 Xe+ 的干扰为了强调 MS/MS 在此应用中相对于 ICP-QMS 的优势，将 8800 首先仅在单四极杆模式运行，让所有离子都进入池内——即 Q1 仅用于简单的离子导入，这基本上复制了传统的 ICP-QMS 系统的特性。使用 127I 空白溶液（稀释到8.89 mg/L），在无反应气模式和氧气为反应气的反应模式两种条件下采集数据。图 1 对无反应气与氧气作为反应气两种模式下的等离子体背景谱图进行了对比。通过以下方式，氧气和氙离子反应发生电荷转移：Xe+ + O2 → Xe + O2+, k = 1.1 x 10-10Xe+ 转变成中性 Xe 原子，从谱图中消失。这样，来自129Xe+ 的干扰被降至了仪器背景的水平，可以进行 129I 测定。但要注意 ICP-QMS 相对较低的丰度灵敏度——127I 峰向低质量数 m/z 126 一侧拖尾（log 坐标）。这对本研究虽然不会造成影响，但如果测定 m/z 126 则会出现问题。

通过 MS/MS 提高丰度灵敏度然后将 8800 切换成 MS/MS 模式：将 Q1 设定成只允许m/z 127 和 m/z 129 的离子进入池内。Q2 设置为排除目标分析物质荷比（m/z 127 和 m/z 129）外的所有离子。在池内通入氧气去除 Xe+，如图 1 中下图所示。对NIST 3231 标液 I 和标液 II 进行了测定，叠加谱图如图 2 所示。两种溶液中含 127I 均为 88.9 mg/L 。可以看到，MS/MS 模式下谱图的丰度灵敏度远远高于ICP-QMS（图 1），峰两端回落到基线，不再出现拖尾。这极大地提高了丰度灵敏度，从而可以开展以前 ICP-QMS（无论是 ICP-QMS 还是高分辨率 ICP-MS）不可能完成的应用，比如高纯度金属中的痕量分析、临床和石化分析以及其他放射性核素的分析等。

127I 和 129I 的校准曲线为了测试两种碘同位素的线性，将 NIST 3231 SRM 标液 I用 0.5% TMAH 稀释配制不同的浓度系列进行分析。127I和 129I 的校准曲线如图 3 所示。两种元素都获得了良好的线性。127I 和 129I 的背景等效浓度 (BEC) 分别是 2.97 µg/L和 0.04 ng/L，而检测限 (3σ, n = 10) 分别是 0.26 µg/L 和0.07 ng/L。由于吸入溶液的残留，127I 的 BEC 和 DL 相对较高。因为 8800 ICP-MS/MS 更高的灵敏度和更低的背景，129I 的检测限比以往测定的结果 (1.074 ng/L) 低大约15 倍。NIST 3231 SRM 标液 I 和标液 II 的分析还用 8800 ICP-MS/MS 对不同浓度 NIST 3231 SRM 稀释液中 129I/127I 的比值进行了测定。结果汇总于表 2。扣除129I 空白后，NIST 3231 SRM 稀释液中 129I/127I 的测定值与认证值 0.981 x 10-6（标液 I）和 0.982 x 10-8（标液 II）符合度良好。由于 8800 优异的信噪比，尤其是 NIST 3231标液 II，与以往的研究相比，精密度有了显著提升。

结论由于比 ICP-QMS 更优异的信噪比，新型 Agilent 8800 ICPMS/MS 在应对这一富有挑战性的应用中表现出了的分析性能。分析结果证实了对超痕量 129I 精确的测定能力以及 NIST 3231 标液中碘同位素比值与认证值的高度吻合。这一性能通过 MS/MS 模式*的超高丰度灵敏度得以实现。虽然 8800 的丰度灵敏度在本研究的 129I 测定中并非必bu可少，但它将会在 ICP-MS 目前无法实现的高纯度金属和放射性核素测定方面拓展新的应用。