利用ICP-MS 评估水样中锶双电荷对钙的影响

简介：

利用ICP-MS 检测痕量钙（Ca）一直是一个难点，由于Ca 自然丰度高的同位素（96.9%）为40Ca，与40Ar 为同质异位素，使用常规方法无法测定。所以，通常对Ca 进行检测的标准方

法中推荐的质量数，U.S. EPA 200.8 为43；国内HJ 700-2014为44，测定下限为26.4 μg/L。而43Ca 和44Ca 的自然丰度分别仅有0.14% 和2.1%，在测定过程中由于灵敏度较低，且干

扰消除不*，容易导致检出限偏高、结果精密度差等缺点。

按照U.S. EPA 200.8 和HJ 700-2014 标准，43Ca 和44Ca 的测定分别使用标准模式和碰撞（KED）模式。而对自来水、饮用水的检测结果通常较标准值偏高，这是由于样品中通常含有一定量（190 μg/L 左右）的锶（Sr），而Sr 的第二电离能为11.03 eV，容易形成86Sr++ 和88Sr++ 双电荷，会对43Ca和44Ca 产生质谱干扰，且很难去除。

NexION 2000 ICP-MS 的通用池技术可以使用各种高纯高反应性气体对质谱干扰进行去除，对于40Ca，可以使用纯氨气（电离能10.16 eV）对40Ar（电离能15.76 eV）进行去除，获得亚ppb 级的检出限。这得益于NexION 2000 可以调谐和优化通用池四极杆的RPq 参数，使得高反应性气体的各种副产物干扰被*去除。

40Ar+ + NH3 → 40Ar + NH3⁺

ΔHr = ΔIP = -15.76 eV+10.16 eV = -5.60 eV ( 放热，反应自发进行)

为了表征Sr 双电荷对于Ca 检测结果的影响， 利用NexION2000 ICP-MS 对10 mg/L Sr 标准溶液进行检测，结果见图2。可见43Ca 和44Ca 在Sr 双电荷的干扰下，检测结果显著偏离真值，而40Ca 的检测结果接近真值，且*可以满足HJ 700-2014 要求的检测下限。利用氨气作反应气测定样品中的40Ca，*避开了Sr 元素的双电荷质谱干扰，再也不需要回避混标或样品中Sr 的存在，准确快捷地得出Ca 的检测结果。