众里寻“铊” | 谱育科技 ICP-MS 多场景铊元素检测解决方案

前日，某高校学生铊中毒事件受到广泛关注，作为事件主角之一，铊元素也从幕后走到了台前为人所知。那么什么是铊？铊对环境和人体有什么影响？又该如何检测？铊是质软的灰色贫金属，在自然界并不以单质存在，自然界中发现的Tl矿物大多数为 Tl 的硫化物和硫盐矿物。铊在工业加工过程中以粉尘、蒸汽 或液体的形式排放到大气中，又被鸟类和人类通过呼吸进入体内。铊具有强烈的神经毒性，对人体肝肾都有损害作用，吸入或口服都会引起中毒，也可以经皮肤吸收中毒。空气中铊元素检测ICP-MS解决方案2022年3月，生态环境部印发《关于进一步加强重金属污染防控的意见》，将铊列为重点管控的重金属污染物，进一步明确了铊污染防治重点任务和工作要求。《空气和废气 颗粒物中铅等金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》（HJ 657—2013）规定了环境空气、无组织排放和污染源废气颗粒物中铅镉和铊等金属元素测定的电感耦合等离子体质谱法。实验方案参考标准将已采样 30-60m3 的试样滤膜于消解罐中，采用硝酸和过氧化氢消解大气颗粒物样品。整个实验过程由 SUPEC 7020 型全自动重金属分析系统（ICP-MS）自动完成，无需人为参与。实验结果各元素的检出限见下表，可实现大气颗粒物中0.001μg/m3  铊元素（TI）的有效检测。表1:各元素的检出限（μg/m3）水质中铊元素检测ICP-MS解决方案2014年7月，中国环保部公布了国家环境保护标准《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》（HJ700-2014），新标准适用于地表水、地下水、生活污水、工业废水中多种元素的测定。本文参照该国家环保新标准，使用谱育科技SUPEC 7000型 ICP-MS建立了同时测定65种元素的ICP-MS方法。方法检出限见下表，铊元素（TI）可以获得0.0015μg·L-1的检出限，远低于标准要求。表2:国家环保标准要求65元素检出限及本方法检出限（μg·L-1）血液中铊元素检测ICP-MS解决方案目前有关ICP-MS同时测定血液中多种元素的标准则相对较少，且血液样品分析前需要做消解前处理，不太适用于临床血液样品的快速分析。鉴于临床医学中多元素同时快速测定的需求日益增长，谱育科技通过 SUPEC 7000 ICP-MS，建立同时测定血液中Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、As、Se、Cd、Pb、Tl、Cu、Zn、Mg、Ca 共15种元素的方案，该方法无需消解，可将血液样品稀释处理后直接进样分析，快速便捷，铊元素可以获得0.0002μg/L极低的检出限。实验方案样品前处理:（1）配制血液样品稀释剂：0.5%硝酸+0.01%曲拉通+2%异丙醇，取5 mL硝酸、0.1 mL曲拉通和20 mL异丙醇，用超纯水稀释混匀定容到1000 mL。（2）血液样本前处理：取0.5 mL血液用稀释剂稀释至10 mL，上下摇晃均匀后涡旋10分钟，5000 r/min离心10分钟，取上清液进样测试。（注意：血液取样前须尽量摇晃均匀）（3）尿液样本前处理：配置1%的硝酸作为稀释剂，取1 mL尿液加入9 mL稀释剂，涡旋10分钟后可直接上机测试。（尿液取样前须摇晃均匀，使所有沉淀物混悬）。实验结果表3:各原色的检出限(ug/L)血液中铊元素检测ICP-MS/MS解决方案血液中铊元素（TI）的检测质谱干扰相对较少，质量数分别为202.972和204.975，丰度分别为29.524%和70.462%；前者易受到WO+的干扰，后者几乎不受干扰常作为首选质量数。但在血液分析中55Mn+易受到高含量元素54Fe+和56Fe+拖尾峰的严重干扰，这给传统单四极杆ICP-MS分析高含量Fe基质下的痕量Mn带来巨大的干扰。如下图，SQ模式下，由于受到高含量铁基体的干扰，Mn和Fe无法实现有效分离。SQ模式与MS/MS模式下的质谱图谱育科技电感耦合等离子体串接四极杆质谱仪（ICP-MS/MS），Q1、Q2均采用相同规格的纯钼四极杆，提供极高的质量选择性和四极杆稳定性，采用业内最长的四极杆，使得离子震动次数增多，分辨率显著增高，质量分辨小于0.3amu，单个四极杆的丰度灵敏度在10-7。从下图可以看出基体离子要经过Q1和Q2两组四极杆质量筛选，即54Fe+和56Fe+离子要经过两次10-7离子稀释，因此可以有效分离Mn与Fe。应对As和Se受到大量Ar的聚合多原子离子的干扰，可通过氧气反应模式进行质量转移彻底消除干扰。谱育科技ICP-MS/MS离子传输图实验结果以空白试样分析11次所得标准偏差的3倍作为检出限，各元素检出限见表4。由于仪器具有较高的灵敏度以及碰撞模式能有效消除干扰，所以各元素都具有较低的检出限，铊元素（TI）可以获得0.001μg/L检出限。表4:各元素的检出限(ug/L)谱育科技已实现从大气、水质以及职业卫生中血液和尿液全方位的铊检测解决方案，为铊检测提供全面可靠的技术手段，为蓝天白云、青山绿水和健康生活保驾护航。//  参考文献Occupational safety and health administhttps://www.ada.org/en/membercenter/oral-health-topics/occupational-safety-and-healthadministration.KARBOWSKA B. Presence of thallium in the environment ：sources of contaminations，distribution and monitoring.SMOLKA-DANIELOWSKA D，FIEDOR D. Potentially toxic elements in fly ash dependently of applied technology of hard coal combustion［J］. Environ Sci Pollut Res Int，2018， 2