原子光谱技术创新多点开花——记第七届全国原子光谱及相关技术学术会议分会场报告

仪器信息网讯 2023年4月12-13日，第七届全国原子光谱及相关技术学术会议在辽宁省丹东市召开。本届会议由中国仪器仪表学会分析仪器分会原子光谱专业委员会主办，东北大学、环境化学与生态毒理学国家重点实验室、辽东学院、丹东市科学技术协会共同承办，辽宁省分析科学研究院、辽宁省分析测试学会协办。来自84个单位的375名代表参加了次会议。

本次会议为期2天，大会报告之外，还设置了原子光谱/质谱的生命分析应用、原子光谱/质谱分析新原理新方法、原子光谱/质谱相关技术及应用三个分会场，邀请了100余位国内外著名专家做专题报告，展示了各自在原子光谱/质谱及相关技术领域中的仪器研制、方法开发、分析应用等最新成果。同时，岛津、珀金埃尔默、德国耶拿、海光仪器、阿美特克、上海仪真、宝德仪器、沈阳禾光、佳合益科技、上海凯来、吉天仪器、拓服工坊、谱育科技等仪器公司也纷纷介绍了最新的仪器技术和应用方案。仪器信息网作为合作媒体参加并报道了此次会议。

“全国原子光谱及相关技术学术会议”启动时即将“相关技术”纳入了覆盖范畴，记得黄本立院士曾说到，发起人非常有先见之明的在会议名称中加入了“相关技术”，也由此让原子光谱更加“活”了起来。原子光谱专业委员会主任委员江桂斌院士也曾表示，会议组织初衷就一直倡导学科交叉，积极纳入原子光谱相关技术。原子光谱专业委员会秘书长王秋泉也曾说过，原子光谱/质谱分析是分析化学大家庭中的一员，正在不断地与相关学科融合发展，共同解决目前我们所面临的生命、环境、材料和能源科学中的分析科学问题。基于这样的初衷，“全国原子光谱及相关技术学术会议”从大会报告的邀请到分会场主题的设置上一直重视这方面的内容，此次会议上也特别设置了“原子光谱/质谱相关技术及应用”分会场。

从分会场主题设置还可以直观地看出，生命分析是原子光谱/质谱的前沿应用研究热点。生物分子的定量分析是化学测量学的核心问题之一，对疾病早期诊断和相关生物学机制的研究具有重要意义。如，痕量元素在生命体内的迁移和转化过程对生命体的正常生理活动和多种生命过程起到了至关重要的作用，细胞中痕量元素的分析对从分子水平上理解痕量元素在细胞乃至生命体中的作用机制具有重要意义。又或如，目前威胁人类健康的主要疾病之一的“癌症”其早期诊断检测研究具有重要意义，而直接测定血液中极少数特定癌症细胞是一种最直观有效的癌症早期诊断方法。

如今大家常常说原子荧光、原子吸收等原子光谱技术已经很成熟，很难有创新了。然而在此次会议的“原子光谱/质谱分析新原理新方法”分会场中，仪器装置研发搭建、试剂研制、新方法开发等相关内容非常多。如，由于环境污染、食品安全、突发应急事件等的频繁发生以及日常监测等领域对现场、实时、在线等分析仪器的需求大幅上涨，所以可用于现场快速检测的小型化仪器成为了原子光谱发展方向之一。此次会议上就有多位专家介绍了其在研制新型便携式、小型化原子光谱仪器方面的最新进展。

以下编辑择取一些报告内容以作分享：

报告题目：铅氢化物发生机理及原子光谱装置的研制

报告人：广西师范大学化学与药学学院 邓必阳

邓必阳介绍了其团队的一些研制成果：毛细管电泳-电热原子吸收光谱的接口，并将其用于研究生姜中采用富硒技术以后硒含量随时间的变化；研制了一个适合ICP-MS进样的绿色环保型的压力进样系统，经验证，该压力进样系统具有高雾化效率、低样品用量、RSD 小于1%、零废液排放，绿色环保，不需要开设排废液口，并且已成功应用于人血浆中Cd和Pb的测定；研制了一个低成本、操作简便、高效的单细胞引入装置，细胞引入效率非常高，将该单细胞引入装置连接到ICP-MS，成功测定了单个人红细胞中Cu含量。

报告题目：质谱流式细胞仪配套试剂的研究进展

报告人：清华大学 张四纯

质谱流式细胞术是新一代流式细胞技术，既保留了荧光流式细胞术的高通量分析特点，又显著提高了对细胞异质性的分辨能力，在生命科学、临床医学等领域具有巨大的应用前景。因为有了抗体上标记金属元素的试剂，通过免疫反应将其标记到细胞表面，从而可以用质谱流式细胞仪进行单细胞研究。由此可见，元素标记抗体试剂是质谱流式细胞分析的核心之一。随着国产科学仪器企业的快速发展，目前已有国产质谱流式细胞仪实现了商品化，但是配套试剂仍有待于解决。张四纯报告中介绍了其牵头承担的国家重点研发计划“质谱流式细胞仪配套试剂研制”项目的设计思路等情况，并提出了质谱流式细胞分析试剂进一步发展的方向。

报告题目：纳米半导体光催化还原介导的原子光谱分析

报告人：厦门大学 王秋泉

原子光谱分析经过数年的不断发展已成为元素分析最常用也最为准确的分析工具。但因传统气动雾化-原子化的进样效率通常小于5%，严重地制约了分析灵敏度的提高。以硼氢化物为代表的氢化物发生和紫外光光催化蒸气发生进样技术的进步极大地改善了进样效率、提高了分析灵敏度，因而备受原子光谱分析化学家的瞩目。在紫外光-纳米半导体光催化蒸气发生进样技术研究领域中，大家关注的问题主要有如何进一步提高紫外光光催化蒸气发生效率和扩大可应用的元素种类、是否可以利用可见光进行光催化、是否可以“在线/原位”光谱检测。王秋泉团队设计制备了新型复合纳米半导体光催化材料（-SiC@N-TiO2 和 GaP@N-TiO2）以实现可见光光催还原；不仅如此，还可实现“原位”原子荧光光谱分析。

报告题目：微流控芯片-ICP-MS 单细胞分析

报告人：武汉大学 胡斌

由于细胞异质性和多样性的广泛存在，从单细胞水平分析细胞内痕量元素及其形态具有重要的研究意义。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是强有力的痕量元素检测手段，但是将其直接用于单细胞中痕量元素分析时，存在待测元素含量低、对元素形态不具选择性、样品基质复杂、细胞样品量极少和跳峰信号来自于多个细胞等问题。微流控芯片是优良的细胞操纵平台，将其与 ICP-MS 在线联用可以实现单细胞内痕量元素的测定。胡斌团队构建了液滴芯片/微流体装置、液滴裂分芯片以及负磁泳聚焦芯片等单细胞操纵平台与时间分辨ICP-MS 在线联用，建立了微流控芯片-ICP-MS单细胞痕量元素及形态分析方法，并将其用于单细胞水平的痕量元素及形态分析与纳米粒子的摄取研究。

报告题目：无机质谱中那些难以测定的元素

报告人：厦门大学 杭纬

高电离电位、低质量数的非金属元素的测定对现有的电感耦合等离子体质谱、辉光放电质谱和二次离子质谱技术形成挑战。针对这一问题，杭纬团队另辟蹊径、使用了激光溅射/电离源的质谱技术，实现了这些难以测定的非金属元素的快速检测。课题组通过惰性气体辅助低真空氛围中进行激光溅射/电离，能够有效抑制多价离子的干扰，离子源中频繁的弹性碰撞可有效减小离子动能分布，可达到较为理想的分析性能。

报告题目：激光诱导击穿光谱（LIBS）定量化方法及应用

报告人：清华大学 王哲

激光诱导击穿光谱（LIBS）技术具有快速、遥测、多元素同时分析、便于实现在线或原位分析等优势，在煤质分析、钢铁分析、污染物检测和外太空探测等领域都有巨大的应用潜力。但是到目前为止，LIBS 技术尚未实现精确定量化和大规模商业化，其主要瓶颈是信号不确定度过高导致的测量精密度较低和基体效应显著导致的测量准确度较低。王哲团队通过研究等离子体的膨胀和演化规律、等离子体与环境的相互作用、信号采集系统特性等对 LIBS 光谱的影响规律，揭示了 LIBS 信号不确定度产生机理，提出了包括等离子体调制、光谱标准化等一系列精确定量化技术，并在煤质、金属、水泥生料在线分析等领域取得成功应用。

报告题目：适于微等离子体发射光谱分析的样品引入方式与接口

报告人：东北大学 于永亮

基于微等离子体激发源的小型化发射光谱(OES)系统因其便携、低能耗的特点而成为现场分析重金属污染的潜在工具，开发便捷高效的样品引入方法与接口对于提高其现场分析性能至关重要。作为一种样品引入方法，PVG具有能够扩大元素范围，且干扰少、背景低、不使用强酸和还原剂等优点，不过实际样品的复杂基体干扰，还是会降低PVG的效率。基于此，于永亮团队通过采用具有大比表面积和多孔结构的MoS2-COF复合材料作为双功能载体、减少了共存离子的干扰，通过超声雾化作用加速氢化物发生、使挥发性重金属物质从复杂基质中快速分离等方法大大提高了PVG效率，检出限、灵敏度显著提高。

报告题目：大气压辉光放电微等离子体光谱技术研究及其环境应用

报告人：中国科学院上海硅酸盐研究所 汪正

大气压微等离子体具有体积小、功耗低、成本低、可在大气压下操作等特点，是一种具有广阔前景的新型原子光谱激发源，有望推动便携式分析仪器的发展及其在环境检测中的应用。汪正团队研制了四种基于大气压微等离子体的原子光谱技术，包括液体阴极辉光放电原子发射光谱（SCGD-OES）、液体阳极辉光放电原子发射光谱（SAGD-OES）、氦气氛常压辉光放电原子发射光谱（He-APGDOES）和熔盐电极辉光放电原子发射光谱（MSE-APGD-OES）。不过，汪正也指出，上述原子光谱技术的元素检测普适性、长期稳定性以及对于复杂基体的耐受能力仍有很大的提升空间；进一步明确微等离子体内部的原子化和激发机理，将有望解决上述问题，是未来微等离子体领域的一个研究重点。

报告题目：用于小型化原子发射光谱仪的增强尖端放电激发源研究

报告人：四川大学 蒋小明

蒋小明团队以尖端放电作为小型化原子发射光谱仪的激发源，针对其（以及其它微等离子体）激发能力相对有限、易受样品中水分与基体影响等问题，进行了若干增强尖端放电激发源的研究：1）通过尖端放电结构的创新设计，比如中空电极、十字交叉电极放电模式，增大放电区域以增强激发能力及效率；2）通过阵列尖端放电串联激发的方式，增强总激发能力以及捕获更多分析物进入放电微等离子体，提高有效激发率；3）通过尖端放电的放电物理化学参数调控，比如将放电气体氛围更换为氩氢火焰，获得火焰与放电的协同工作，增强激发能力；4）通过蒸气进样方式，比如化学蒸气发生、电热蒸发，有效消除样品中水分与基体对尖端放电能量的消耗以及稳定性的影响；同时结合紧凑的集成设计提高小型化原子发射光谱仪的整机分析性能。

报告题目：电场流分离系统研制及其应用

报告人：中国科学院生态环境研究中心 谭志强

研究发现，细颗粒具有一定的生物毒性，能在水生动植物体内累积，而且在食物链中具有传递效应，其生物安全性已引发普遍关注。大量研究证实，细颗粒的生物效应依赖于其尺寸和表面修饰剂。然而，由于分析方法的限制，目前，对低浓度细颗粒的环境行为和生物效应不明确，其中的主要难点是缺乏低浓度细颗粒的分析表征方法。谭志强团队采用中空纤维流场流分离系统与ICP-MS联用系统，建立了不同尺寸银纳米颗粒的分析表征新方法；在此基础上，将循环电场流分离系统与ICP-MS在线联用，建立了相同尺寸、不同修饰剂银纳米颗粒的分析表征新方法，并将该方法用于银纳米颗粒表面环境冠形成过程研究以及环境冠对银纳米颗粒生物效应影响研究。