一種消減mc-icp-ms測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種消減MC?ICP?MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，包括以下步驟：采用NH4NO3溶液對(duì)MC?ICP?MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗；在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4NO3溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)，本發(fā)明采用NH4NO3溶液消減MC?ICP?MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)，具有清洗時(shí)間短、清洗效率高、對(duì)測(cè)試結(jié)果影響小、方法過程簡(jiǎn)便、方法耗材小等優(yōu)點(diǎn)，適宜推廣使用，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。以及采用NH4NO3消減MC?ICP?MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)方法不僅可以有效提高M(jìn)C?ICP?MS測(cè)定硼同位素效率，更重要的是可以有效提高M(jìn)C?ICP?MS測(cè)定硼同位素比值結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
【專利說明】
一種消減MG-1GP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素領(lǐng)域，尤其涉及一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同 位素記憶效應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硼(B)同位素作為"非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素"家族成員，其兩個(gè)同位素(1()B和nB)具有較 大的相對(duì)質(zhì)量差，導(dǎo)致其在各種地質(zhì)過程中產(chǎn)生較大的同位素分餾，變化范圍從-70%。到+ 75%。。加之B只有單一的價(jià)態(tài)，不受氧化-還原反應(yīng)的影響等性質(zhì)，使得B同位素作為靈敏的 地球化學(xué)示蹤劑，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了從地表到地幔的流體與礦物之間的相互作用。
[0003] 目前，硼同位素地球化學(xué)應(yīng)用研究要求不斷改進(jìn)復(fù)雜組分樣品中低含量B元素的 純化分離和同位素組成分析方法，以滿足高精度、準(zhǔn)確測(cè)定的要求。硼同位素的測(cè)定方法有 很多，包括四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜法(Q-ICP-MS)、熱電離質(zhì)譜法(HMS)、多接收電感 耦合等離子體質(zhì)譜法(MC-ICP-MS)和二次離子質(zhì)譜法(S頂S)等。其中，PHMS和MC-ICP-MS以 測(cè)試精度高，成為B同位素測(cè)定最常用的兩種方法。
[0004] 與PHMS中有機(jī)質(zhì)干擾常導(dǎo)致分析結(jié)果失真，對(duì)樣品的純度要求苛刻，所需樣品量 大，分析時(shí)間較長(zhǎng)，工作效率較低相比，MC-ICP-MS方法具有樣品量小、分析精度高、前處理 流程短和測(cè)試效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越受到B同位素專家的青睞。通過國(guó)際引文搜索，近 五年(2010-2015)發(fā)表的涉及硼同位素的國(guó)際國(guó)內(nèi)文章，超過98%均采用MC-ICP-MS測(cè)定?？?以相信，MC-ICP-MS將是未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)B同位素測(cè)定的主要儀器之一。
[0005] MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素主要存在的問題之一，在測(cè)試過程中存在記憶效應(yīng)的嚴(yán) 重干擾。硼記憶效應(yīng)是指含硼樣品進(jìn)入測(cè)試儀器后會(huì)在進(jìn)樣系統(tǒng)中出現(xiàn)硼殘留情況，影響 下一個(gè)樣品的硼數(shù)據(jù)采集。當(dāng)MC-ICP-MS測(cè)完一個(gè)樣品后會(huì)進(jìn)入一個(gè)清洗階段，儀器吸取 清洗液沖洗進(jìn)樣系統(tǒng)。一般元素使用2% HN03沖洗后數(shù)值很容易降回空白水平，但硼元素 經(jīng)過常規(guī)清洗后背景濃度很難恢復(fù)。目前，人們采用硝酸、HF、氨水、甘露醇、Triton 100、 EDTA和水等作為清洗液來消減硼記憶效應(yīng)。但結(jié)果存在清洗時(shí)間長(zhǎng)、清洗效率不夠持久、對(duì) 后續(xù)樣品測(cè)試有影響等問題，因此需要一種能更有效消減MC-ICP-MS測(cè)定中硼記憶效應(yīng)的 方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于目前技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記 憶效應(yīng)的方法，本發(fā)明采用NH4N0 3溶液消減MC-ICP-MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)，具有清洗時(shí)間短、 清洗效率高、對(duì)測(cè)試結(jié)果影響小、方法過程簡(jiǎn)便、方法耗材小。以及采用NH 4N03消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)方法不僅可以有效提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素效率，更重要的 是可以有效提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素比值結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0007] 本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案： 一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，包括以下步驟： 采用NH4N03溶液對(duì)MC-ICP-MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗； 在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4N03溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)。
[0008] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述NH4N03溶液的濃度為0. lmol/1。
[0009] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，包括所述NH4N03溶液由硝酸和氨水配置而成。
[0010] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述硝酸和氨水通過重新蒸餾獲得，所述NH4N03溶液 由重新蒸餾獲得的硝酸、氨水和超純水配置而成。
[0011] 本發(fā)明的一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，包括以下步驟:采用 NH4N03溶液對(duì)MC-ICP-MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗； 在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4N03溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)，本發(fā)明采用 NH4N03溶液消減MC-ICP-MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)，具有清洗時(shí)間短、清洗效率高、對(duì)測(cè)試結(jié)果影 響小、方法過程簡(jiǎn)便、方法耗材小等優(yōu)點(diǎn)，適宜推廣使用，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供理論依據(jù)和 數(shù)據(jù)支持。以及采用NH 4N03消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)方法不僅可以有效提高 MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素效率，更重要的是可以有效提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素比值結(jié) 果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
[0013] 圖1為不同試劑對(duì)100 ng/mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液清洗效果。
[0014]圖2采用本發(fā)明方法對(duì)100 ng/mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液清洗效果。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 如圖1、圖2所示，一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，包括以下步 驟， 步驟S1:采用NH4N03溶液對(duì)MC-ICP-MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗，其中NH4N03溶液為 0. lmol/L，進(jìn)一步，NH4NO3溶液由硝酸和氨水配置而成，再進(jìn)一步優(yōu)選，硝酸和氨水通過重新 蒸餾獲得，NH4N0 3溶液由重新蒸餾獲得的硝酸、氨水和超純水配置而成。
[0017] 步驟S2:在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4N03溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)： 具體為清洗過程是用〇. 1 M的NH4N03溶液替代常規(guī)的2% HN03沖洗管路;在進(jìn)入樣品測(cè)試階 段時(shí)，在進(jìn)入樣品測(cè)試階段時(shí)，也將標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品轉(zhuǎn)化為NH 4N03介質(zhì)。
[0018] 在MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素中，溶液中硼的濃度低的時(shí)候主要以硼酸(B(0H)3)和 硼酸鹽(B(0H)4 _)兩種形式存在。這兩種形式在溶液中有以下平衡存在:B(0H)3+ H20? B (0H)f + H+ (1)。硼酸鹽相對(duì)硼酸更容易隨著清洗液從儀器中清洗走。NH4N03是一種弱堿， 其在溶液中會(huì)電離出銨根離子，銨根離子可以和反應(yīng)(1)中右端的H+反應(yīng)，促使反應(yīng)朝右進(jìn) 行，生成硼酸鹽。
[0019] 以下提供具體的實(shí)施方式來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020] 儀器選擇，采用MC-ICP-MS(Neptune plus MC-ICP-MS)測(cè)試硼同位素，儀器測(cè)試條 件見表1。硼同位素測(cè)試采用"標(biāo)準(zhǔn)-樣品-標(biāo)準(zhǔn)"交叉技術(shù)（"sample - standard" bracketing technique，SSB)〇
[0021] 表1 :MC-ICP_MS工作條件參數(shù)
實(shí)施例1:不同試劑的硼清洗能力比較。
[0022]在本實(shí)施例中，儀器先通入100 ng/mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液，其介質(zhì)為2% HN03溶液。等nB離 子流強(qiáng)度值穩(wěn)定到700 mV以后，分別用2%硝酸(體積分?jǐn)?shù)）、0.1M的氨水和0.05M的HF酸溶 液分別清洗，觀察MC-1CP-MS中nB離子流強(qiáng)度值(mV)變化，如圖1。采用常規(guī)的2% HN03清洗 ，nB離子流強(qiáng)度緩慢下降，從700 mV下降到40 mV大概需要lOmin，之后下降比較緩慢，大概 需要20min以上才能下降到20 mV以下。采用0.1M的氨水和0.05M的HF酸清洗時(shí)候，nB離子流 強(qiáng)度值(mV)變化基本一致，在不到5min就下降到5 mV左右。但是當(dāng)儀器在用2% HN03清洗時(shí) 候(MC-ICP-MS測(cè)定時(shí)，溶液一般為2 % HN03介質(zhì)，進(jìn)樣前需要用2% HN03沖洗，再進(jìn)樣品）， nB離子流強(qiáng)度值立馬又升到90 mV左右，要想將nB離子流強(qiáng)度沖洗到低于20 mV以下，花費(fèi) 時(shí)間大概需要15min。從圖1可以看出，這三種常用清洗液消耗時(shí)間都比較長(zhǎng)，造成測(cè)試效率 偏低。
[0023]實(shí)施例2: NH4N03作為清洗溶液的清洗能力。
[0024] 在本實(shí)施例中，儀器先通入100 ng/mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液，其介質(zhì)為0.1 M的NH4N03溶液。 等nB離子流強(qiáng)度值穩(wěn)定為700 mV以后，采用0.1 M的NH4N03溶液清洗管道，觀察MC-ICP-MS 中nB離子流強(qiáng)度值(mV)變化，如圖2。采用0.1 M的NH4N03清洗，nB離子流強(qiáng)度快速下降，不 到3min時(shí)間，nB離子流強(qiáng)度值從700 mV下降到10 mV，不到5min下降到5mv以下。
[0025] 根據(jù)實(shí)施例1與實(shí)施例2的結(jié)果可知NH4N03清洗液最適合用于MC-ICP-MS測(cè)定中硼 記憶效應(yīng)的消減，不僅可以有效提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素效率，更重要的是可以有效 提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素比值結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0026]實(shí)施例3 :NH4N〇3作為清洗方法消減硼記憶效應(yīng)效果論證。
其中，表2.采用2% HN03和0.1 M的NH4N03作為清洗液時(shí)，硼同位素標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定值比 較，通過比較消減硼記憶效應(yīng)的原始方法(2% HN03)與NH4N03清洗方法對(duì)硼同位素測(cè)定結(jié)果 的改善程度，采用2% HN03作為清洗液時(shí)，10次硼同位素標(biāo)準(zhǔn)溶液(NBS 951)測(cè)定值為0.06 ± 0.43 %〇,而采用0.1 M的NH4N03作為清洗液時(shí)10次硼同位素標(biāo)準(zhǔn)溶液(NBS 951)測(cè)定值 為0.02 ± 0.17 %。，可以看出采用NH4N03溶液消減MC-ICP-MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)可以有效 提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素比值結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。也就是說采用NH4N0 3溶液消減 MC-ICP-MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)，不僅能夠有效消減MC-ICP-MS測(cè)定中的硼記憶效應(yīng)。還可以 提高了MC-ICP-MS對(duì)硼同位素比值測(cè)定的準(zhǔn)確度。
[0028] 綜上所述，本發(fā)明的一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，包括以下 步驟:采用NH4N03溶液對(duì)MC-ICP-MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗； 在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4N03溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)，本發(fā)明采用 NH4N03溶液消減MC-ICP-MS測(cè)定硼記憶效應(yīng)，具有清洗時(shí)間短、清洗效率高、對(duì)測(cè)試結(jié)果影 響小、方法過程簡(jiǎn)便、方法耗材小等優(yōu)點(diǎn)，適宜推廣使用，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供理論依據(jù)和 數(shù)據(jù)支持。以及采用NH 4N03消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)方法不僅可以有效提高 MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素效率，更重要的是可以有效提高M(jìn)C-ICP-MS測(cè)定硼同位素比值結(jié) 果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0029] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為 準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，其特征在于，包括以下步驟： 采用NH4NO3溶液對(duì)MC-ICP-MS測(cè)定中的管路進(jìn)行清洗； 在樣品測(cè)試階段時(shí)，采用NH4NO3溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)試樣品的介質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，其特征在 于，所述NH4NO 3溶液的濃度為0· lm〇l/L〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，其 特征在于，包括所述NH4NO 3溶液由硝酸和氨水配置而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消減MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素記憶效應(yīng)的方法，其特征在 于，所述硝酸和氨水通過重新蒸餾獲得，所述NH 4NO3溶液由重新蒸餾獲得的硝酸、氨水和超 純水配置而成。
【文檔編號(hào)】G01N27/62GK105911129SQ201610226884
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】賀茂勇, 金章東, 鄧麗
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所