2013年全國無機及同位素質譜學學術會議分會報告（一）

　　2013年11月23日-25日，由中國質譜學會無機質譜、同位素質譜和儀器與教育業委員會聯合承辦，江蘇天瑞儀器協辦的2013年全國無機及同位素質譜學學術會議在江蘇昆山隆重召開，來自全國高等學校，科研機構和企業的200余位從事質譜工作的專家學者參加了大會。除大會報告外，大會第二天還同期舉行了兩場分組專題報告，來自我國多位質譜領域的專家學者針對無機質譜、同位素質譜和質譜儀器與教育的最新研究成果及應用進行了深入的探討。

　　24日，在分組報告第一分會場期間，來自核工業北京地質研究院的郭冬發教授、清華大學的邢志老師、北京有色金屬研究總院的胡芳菲同學、北京市疾病預防控制中心的陳紹占同學、中國原子能科學研究院的張磊老師、東華理工大學的王姜同學、復旦大學的徐福興同學、東華理工大學的朱小兵博士  、山東大學的武中臣副教授 、南京大學的魏海珍副教授、中科院上海硅酸鹽研究所的汪正教授以及中國原子能科學研究院的姜山教授紛紛帶來精彩報告。

分組報告第一分會場現場

核工業北京地質研究院 郭冬發教授

　　來自核工業北京地質研究院的郭冬發教授報告題目為《國產質譜儀應用實踐》。

　　郭教授介紹了國產質譜儀十年的研發歷史，并提到目前國產ICP-MS主要應用于水分析、巖石分析方面，LI-TOF-MS則應用與鈾基核材料鑒定、鉛同位素分析等方面。

清華大學 邢志老師

　　來自清華大學的邢志老師帶來了題為《基于低溫等離子體與無機質譜在元素成像中的研究》的精彩報告。

　　邢老師主要介紹本項研究提出了一種新型固體樣品表面分析的新方法：基于LTP探針作為固體樣品剝蝕手段，利用原子光譜儀器以及等離子體質譜作為檢測單元，進行固體樣品表面及成像分析；與現有固體樣品表面分析手段相比，具有設備簡單、微損、功耗低等優點，在一定程度上可以作為現有固體樣品表面分析方法的補充。

北京有色金屬研究總院 胡芳菲同學

　　來自北京有色金屬研究總院的胡芳菲同學帶來報告《直流輝光放電質譜法測定氧化鋁中雜質元素》。

　　 報告中，胡芳菲同學重點介紹了這項研究是為了探究直流輝光放電質譜法（dc-GDMS）測定非導體樣品中雜質含量，建立了dc-GDMS法測定α型Al₂O₃粉末中雜質元素的方法。以Cu粉作為導電介質，與α-Al₂O₃粉末混合均勻，壓片。考察了輝光放電條件（放電電流、放電氣體流量、離子源溫度）以及壓片條件（兩種粉末的混合比例、壓片機壓力等因素）對放電穩定性以及靈敏度的影響，優化了實驗條件。研究嘗試了將Al，O和Cu的總信號歸一化進行計算的方法，用差減法計算了Al₂O₃粉末中的雜質含量。方法精密度在54%以內，元素檢出限為0.005μg/g~0.57μg/g，測定的結果與直流電弧發射光譜法的測定結果基本一致。

北京市疾病預防控制中心 陳紹占同學

　　來自北京市疾病預防控制中心的陳紹占同學帶來《雄黃在大鼠腎臟中代謝后的砷形態研究》的報告。

　　 陳紹占同學介紹到本項研究建立了HPLC-ICP-MS分離AsB、As（III）、MMA、DMA和As（V）的分析方法，此方法線性范圍寬、準確性好、精密度高，樣品前處理方法簡便，不受Cl離子干擾，適用于雄黃代謝后大鼠腎臟中砷形態的分析測定，通過研究表明，雄黃代謝后大鼠腎臟中砷形態主要以DMA、MMA、As（III）、未知物1、未知物2和未知物3形式存在。幾種未知物有待于通過液相色譜-電噴霧質譜進一步確認研究。

中國原子能科學研究院 張磊老師

　　來自中國原子能科學研究院的張磊老師帶來報告題目為《電感耦合等離子體質譜法直接測定有機相中痕量鋯》。

　　張老師介紹鋯合金作為壓水堆、沸水堆和重水堆等多種動力堆的包殼材料，去殼溶解過程中會有少量隨乏燃料一同溶解進入后處理循環中，同時裂變產物中也含有一定的鋯，其化學行為復雜，能部分被有機相萃取，隨鈾、钚一起進入萃取循環，成為凈化的主要對象。對于不同含量的鋯可采用分光光度法、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）及電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）等進行測定。

　　通過加入表面活性劑實現了有機相與水相的互溶，采用適當的內標元素顯著消除了儀器漂移對分析結果的影響，建立了30%TBP/煤油中痕量鋯的檢測方法。該方法對不同元素具有普遍適用性，對不同有機相中元素的分析具有借鑒意義。

東華理工大學 王姜同學

　　來自東華理工大學的王姜同學帶來報告題目為《中性解吸化學電離淌度譜檢測肉制品的研究》。

　　 王姜同學介紹本項研究采用改進后的表面解吸常壓化學電離源（DAPCI）替代商用離子淌度譜譜（IMS）中的Ni63離子源，并采用中性解吸(ND)技術對雞肉和羊肉表面進行無污染綠色采樣，擬建立ND-APCI-IMS復雜樣品快速分析平臺，并驗證其可行性。實驗結果表明該方法得到的雞肉與羊肉的譜圖有較大差異，可以快速判斷雞肉與羊肉。王老師介紹本項研究的實驗及裝置實現了IMS無放射源離子化和原位直接快速分析肉制品，為IMS實現快速、原位、實時在線分析復雜樣品提供了一種思路。

復旦大學 徐福興同學

　　來自復旦大學的徐福興同學帶來題目為《基于數字離子阱的偶極激發頻率碰撞誘導解離技術》的報告。

　　 徐福興同學在報告中介紹到碰撞誘導解離（CID）實驗是需要進一步發展的新方法，離子阱中的氣相離子解離，可以通過選擇偶極激發電壓的頻率實現離子共振加速和CID，簡化了現有的實驗方法，操作更方便。CID中偶極激發電壓頻率與離子質量數成線性關系，且偶極激發電壓頻率激發的離子碰撞解離，其產物與傳統方法完全一致，該方法具有著廣泛的使用價值。

東華理工大學 朱小兵博士

　　來自東華理工大學的朱小兵博士報告題目為《表面解吸常壓化學電離源離子遷移譜用于快速檢測爆炸物的研究》。

　　朱博士介紹近年來，恐怖襲擊活動屢屢發生，毒品交易和走私活動日益猖獗，環境惡化日趨嚴重，發展一種快速、便攜、靈敏、安全的檢測儀器以便對這些過程進行控制成為迫切需求。而離子遷移譜技術作為一項卓越的痕量氣態物質探測技術，被廣泛應用于機場安檢、生化戰劑檢測和環境檢測等領域。朱老師指出本項研究采用無放射性的表面解吸常壓化學離子源作為離子遷移譜儀的電離源，建立了表面解吸常壓化學電離源離子遷移譜實驗平臺，以黑索金作為檢測對象，對該裝置可行性進行了驗證，結果表明，該方法行之有效，探測靈敏度高，檢出限達到了pg量級。

山東大學 武中臣副教授

　　來自山東大學的武中臣副教授帶來《質譜技術在火星探測中的應用》的報告。

　　武老師介紹當前對活性的探測主要依靠探測器的發射，其中微型化質譜儀以其強大的分析能力已經成為火星表面大氣和土壤就位分析至關重要的載荷。質譜儀在火星大氣、土壤的成分和同位素分析獲取的科學數據已經大大提升人類對火星的物質組成和演化歷程的認識。NASA發射的海盜號火星登陸器（1976）、鳳凰號登陸器（2008）和好奇號火星車（2012）的質譜儀成功實現了大氣成分、巖石熱降解的產物和其分同位素比率定量分析。這些研究都奠定了人們對火星大氣、巖石等基本物質組成的基本認識，并有望實現火星大氣中CH4的質量分析。

　　武老師還提到相關的科學研究表明MALDI-TOF-MS具備在火星表面檢測出生命信息的能力，該技術為將來的火星生物探測提供技術保障。我國即將開展火星探測任務，在質譜載荷的設計方面雖然可以借鑒國外的經驗，但若要在為探測區域實現特定目標樣品的準備檢測并有新突破，仍給我們提出了巨大的挑戰，武教授希望質譜技術會幫助我國在未來的火星探測中獲取更多更好的數據。

南京大學 魏海珍副教授

　　來自南京大學的魏海珍副教授報告的題目為《校正質譜法PTIMS-Cs₂Cl⁺-石墨方法高精度絕對氯原子量測定》。

　　魏老師介紹到本項研究采用校正質譜法對國際氯同位素標準物質（NIST 975、NIST 975a和ISL 354（IAEA））中絕對氯同位素豐度進行了精確測定。

　　1）研究通過設計稱量裝置消除了溶液稱量過程中蒸發效應引入的測定誤差。采用高精度庫倫滴定方法測定了由美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，USA）購置純Na³⁷Cl和Na³⁵Cl同位素試劑中的氯含量。采用精密天平稱重配置系列人工合成的校正樣品。

　　2）分別采用兩臺不同熱點質譜儀完成了系列校正溶液中氯同位素組成的測定。通過循環迭代計算的方法確定了高純Na³⁷Cl和Na³⁵Cl同位素試劑中原始³⁷Cl/³⁵Cl比值，并計算得到氯同位素自然豐度條件下兩個質譜儀的平均校正系數。

　　3）在相同實驗條件下完成三種國際氯同位素標準物質中氯同位素組成測定，通過校正質譜計系統誤差分別得到NIST 975，NIST 975a和ISL 354 NaCl的絕對³⁷Cl/³⁵Cl比值為0.319876 0.000067、0.319768 0.000187和0.319549 0.000044。

　　魏教授總結說到本項研究得到NIST 975，NIST 975a和ISL 354 NaCl中絕對氯原子分別為35.45284（8），35.45272（21）和35.45252（2）。結果和IUPAC-CIAAWA于1999年發布的氯原子量值（Ar（Cl）35.453（2））相一致。在國際上首次給出了由海水制備具有氯同位素地球化學研究意義的國際標準ISL 354NaCl的絕對³⁷Cl/³⁵Cl比值。

中科院上海硅酸鹽研究所 汪正教授

　　來自中科院上海硅酸鹽研究所的汪正教授帶來報告的題目為《激光剝蝕電感耦合等離子體質譜（LA-ICP-MS）應用于碳化硅陶瓷中痕量元素的分析》。

　　汪教授首先介紹了碳化硅陶瓷具有高溫強度大、硬度大、耐腐蝕性強、熱穩定性佳、耐磨性好等優良特性，在許多領域得到廣泛的應用。痕量元素的含量及分布對碳化硅材料的性能有很大的影響，因此測定碳化硅中微量元素對控制其質量具有重要的意義。

　　汪教授說本項研究采用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜法，以NIST玻璃標準物質制成標準曲線，²⁹Si為內標，相對靈敏度因子（RSF）標準標樣和樣品間的基體效應，對碳化硅粉末和器件中痕量元素進行定量測定。經內標校準后，各元素標準曲線的線性有較大改善，線性相關系數為0.9981~0.9999，元素B，Ti，Cr，Mn，Fe，Ni，Cu，Sr，La的檢出限0.004~0.08mg?kg^-1。該方法定量測定碳化硅粉末和器件中痕量元素，測定的結果與輝光放電質譜法（GD-MS）和電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）比較一致。

中國原子能科學研究院 姜山教授

　　來自中國原子能科學研究院的姜山教授帶來報告題目為《CIAE的加速器質譜（AMS）技術及其應用研究新進展——CIAE的AMS在國際上的地位和作用》。

　　姜教授首先介紹了AMS是基于加速器和離子探測器的一種同位素MS，其突破了MS的分子本底、同量異位素本底的限制，具有極高的測量靈敏度，同位素豐度比10^-15，絕對探測限10⁴原子（10^-18克）。

　　AMS技術已發展了四代裝置，國際上已有100多臺AMS裝置，多個實驗室配備多臺該裝備。目前，AMS主要應用于核科學、考古學、地球科學、環境與資源科學以及生命科學領域。而CIAE在國際AMS儀器發展中起著指導性的作用，并不斷進行著階段性工作。

　　姜教授總結說目前，國際上AMS仍然在分析技術和應用兩個方面快速發展，CIAE-AMS經過20多年的努力，在技術和方法上開展創新，并取得一些進展和成果。儀器技術上已經在國際上占有重要地位，應用上建立了多項全新的方法，而與歐美日相比，我國AMS還比較薄弱，裝置的數量較少，姜教授呼吁專業院所、大學等應抓住機遇，積極投入到該領域研究。