主题:离子色谱-质谱联用技术在饮用水分析中的应用

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离子色谱-质谱联用技术在饮用水分析中的应用
刘勇建  牟世芬
(中国科学院生态环境研究中心,Dionex 中国有限公司应用研究中心,北京100085)
离子色谱(IC)作为一种分析离子的有效工具,已在环境分析中得到了广泛的应用,如美国EPA标准方法300.1,341.2,317.0,32.18,国际标准化组织标准方法15601等都选用离子色谱作为分析工具。随着对环境问题研究的深入,复杂基体中痕量、超痕量有害离子(如高氯酸盐)的分析成为一个热门的研究领域。
离子色谱常用的检测手段有电导检测器,紫外检测器和安培检测器。这些检测方法虽能满足测定的要求,但定性、定量手段单一,检测灵敏度较低。质谱(MS)作为一种高灵敏度的定性、定量技术已在环境分析中得到了广泛的应用。离子色谱与质谱联用成为解决复杂基体中超痕量有害离子分析的有效工具。
一、    IC-MS测定工业废水中痕量高氯酸
高氯酸盐(ClO4-)是环境中的一种有害离子,其主要存在于地下水、地面水及饮用水水源中。由于其可引起人体甲状腺病变,影响人体正常的新陈代谢。因此对于水中ClO4-的研究引起了环境科学家的关注。
离子色谱法测定复杂基体中痕量高氯酸盐时,有时由于基体中干扰离子浓度过高,使得样品中高氯酸盐难以准确地定性、定量。在回收的市政废水中,由于高浓度干扰离子的影响,高氯酸根难以测定。离子色谱-电喷雾质谱联用技术可有效的消除市政废水样品中高浓度干扰离子的影响,样品中痕量的高氯酸盐可准确的定性、定量。进样量为250µL时,该方法对高氯酸根的检出限为0.3µg/L.离子色谱—质谱联用测定市政废水中的痕量ClO4-
色谱柱:IonPac AS16 (2mm) + IonPac AG16 (2mm)   
淋洗液:65mmol/L NaOH
流速:0.3mL/min                               
进样量:250µL
检测方式:(a)抑制电导(ASRS-ULTRA, 300mA,外加水模式)
(b) 电喷雾质谱(探针:300℃,-2.5kV,CID电压:10V,m/z=101,99)   
二、    IC-MS测定饮用水中溴酸根
溴酸盐(BrO3-)是饮用水用臭氧消毒的副产物,因其对人体具有潜在的致癌作用,对饮用水中痕量、超痕量的分析成为一个热门的研究领域。
离子色谱测定饮用水中痕量BrO3-的主要方法有抑制电导检测法和柱后衍生法。由于定性手段单一、检测器选择性较差,BrO3-易受到样品基体的干扰,在含有高氯的样品中,采用电导检测器时,BrO3-的定量比较困难,且方法的灵敏度都不是很高。离子色谱—质谱联用可有效地消除高浓度氯离子的干扰,BrO3-可准确的定性、定量;同时该方法灵敏度高,对BrO3-的检出限为0.46µg/L,可满足痕量和超痕量BrO3-分析的要求.
离子色谱-电喷雾质谱联用测定饮用水中BrO3-
色谱柱:IonPac AG9HC+IonPac AS9HC       
淋洗液:9mM Na2CO3
流速:0.25mL/min                         
进样量:50µL
检测方式:(a) 抑制电导检测, ASRS-ULTRA抑制器,外加水模式,抑制电流100mA
(b) 电喷雾质谱,电喷雾探针275℃, -2.5kV,源CID电压: 10V, m/z=127
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IC-MS测定饮用水中硒化物
硒对于生物体既属于必需的微量营养元素又属于有毒元素。人体内硒含量低时容易产生大骨节病,而过量的硒可引起硒中毒。环境中的硒主要来自冶炼、炼油和矿山开采等行业,主要以无机的六价、四价、负二价及有机硒的形式存在于水中。硒化合物的存在形式及自身价态的不同导致其生物作用和毒性也大不相同。如游离的硒离子对水生生物的毒性就远远大于呈胶态的粒子。由于不同价态和形态的硒化合物之间存在着相互转化的可能,因此,对于环境中硒的含量必须严格控制。
水中硒化物的存在形式主要为硒酸盐和亚硒酸盐,因此可以用阴离子交换色谱-电导检测器来检测。若水中存在高浓度的SO42-时会严重干扰硒酸盐的定量。样品基体中存在1000mg/L的SO42-时,硒酸盐难以测定。IC-MS联用可有效的消除SO42-的干扰,硒酸盐可准确的定性、定量.同时该方法灵敏度高,对硒酸盐和亚硒酸盐的检出限为亚µg/L,可满足饮用水中痕量硒酸盐和亚硒酸盐分析的要求。
IC-MS联用测定饮用水中硒酸盐和亚硒酸盐
色谱柱:IonPac AG9HC+IonPac AS9HC
淋洗液:9mM Na2CO3
流速:0.25mL/min 进样量:25µL
检测方式:(a) 抑制电导检测, ASRS-ULTRA抑制器,外加水模式,抑制电流100mA
(b) 电喷雾质谱,电喷雾探针275℃, -2.5kV,源CID电压: 10V,


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需要牟老师的论文全文,可以联系戴安中国有限公司北京办事处
E-Mail:beijing@dionex.com.cn
gogocat
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戴安公司于1998年就已经同FINNGEN(菲尼根)公司合作研究离子色谱--质谱联用技术.并于2000年就已经在全球销售IC-MS产品.
有关资料可以登陆www.dionex.com查询.
gogocat
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热烈祝贺中国科学院生态环境研究中心研究员/美国戴安公司北京应用研究中心主任牟世芬教授参与的研究课题“有毒化学污染物形态研究中的联用技术、方法学及相关机理”荣获2003年度国家自然科学二等奖。
    在该研究课题中牟世芬研究员的主要贡献是“在离子色谱方法的研究与应用方面做出了开创性的工作,出版了国内第一本离子色谱专著,成为该领域的经典著作,被广泛引用”。这也是在我国从事离子色谱研究工作者首次获得的国家最高奖励。
    牟世芬研究员领导的离子色谱实验室长期以来一直获得中国科学院和美国戴安公司(DIONEX)的大力支持和资助,为离子色谱技术在中国的推广和发展,提升中国离子色谱的研究水平在国际上的地位作出了不懈的努力。
    牟世芬研究员作为国际和国内著名的离子色谱专家之一,曾于1999年就荣获国际离子色谱科学委员会颁发的“全球离子色谱学科发展作出突出贡献奖”。

以下是中华人民共和国科技部网站http://www.nosta.gov.cn/jldh/zrj/zrjml.htm对该获奖课题的简要介绍
有毒化学污染物形态研究中的联用技术、方法学及相关机理
由中国科学院生态环境研究中心江桂斌、严秀平、倪哲明、牟世芬、韩恒斌完成
    该项目属于地球科学学、环境科学和化学交叉学科中有毒化学污染物检测方法学研究领域。
    有毒化学污染物引起的环境问题已成为21世纪影响人类生存与健康的重大问题。化学污染物的毒性主要取决于该物质在环境中存在的形态。有毒化学污染物形态的检测方法是研究这类物质环境化学过程、毒性特点与健康风险的关键性制约因素。在现有技术中,尚没有成熟方法能够单独用于痕量元素形态的准确测定。因此,研究方法学机理,发展联用和特效检测技术是本学科的国际前沿。
    该项目在有毒化学污染物形态测定中的各种新的联用技术、方法学及其相关机理方面取得了突出成绩,若干方面的研究处于国际领先水平,并引发了大量的引用和后续研究。
    还提出了测定等温原子化过程的动力学级数、活化能和频率因子的新方法,并被以“等温原子化严秀平模式”写入教科书;建立了获取升温原子形成过程的反应级数和活化能的新方法,在文献中被称为“严法”;提出了原位富集氢化物发生-电热原子吸收光谱法,此法是现有氢化物生成元素最灵敏的方法之一;研究发明了表面发射火焰光度检测方法,被国际同行评价为有机锡等最灵敏的测定方法并获国家发明专利;设计的电热石英原子化器,在国际上产生了较大影响;发展了包括流动注射预富集与原子光/质谱联用技术在内的一系列新的形态测定方法;发明了新的连续流动液膜萃取技术和低温色谱技术;在离子色谱方法的研究与应用方面做出了开创性的工作,出版了国内第一本离子色谱专著,成为该领域的经典著作,被广泛引用;完成了7种环境标准物质的研制,均被定为国家一级标准物质,在国内外得到推广使用。
    基于上述研究,共发表论文279篇,其中国外SCI收录期刊上发表论文137篇,SCIE收录期刊32篇,国内刊物110篇,出版专著3部,应邀在国内外学术会议上报告98次,申请和获得国家发明专利8项。论文被国外SCI收录期刊引用1545次,其中他人正面引用1264次。培养博士生20余名。
hongxiaoping
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上次上海交流会我也去了,牟老师的学识还是很渊博的。我问了她几个问题,她非常认真的给我解答
renzhihai
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