使用激光烧蚀 LA-ICP-MS（碰撞模式）分析测定塑料中的 有毒金属元素

前言：

由于国际社会的日益关注，世界各国政府都制定了相关 的监管条例，以限制某些有毒物质从制造材料向环境中 迁移。特别关注的元素主要包括铬（Cr）、砷（As）、 镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）。欧盟（EU）和美国 （US）都已经制定了法律法规，防止这些元素迁移进行生 物系统，保护公民健康。卫生官员们应对以下两个典型的 迁移途径进行关注：

(a) 与人体血液直接接触的肠外塑料营养产品（IV袋，导尿管，敷管和产品容器）使用导致 的有毒元素人体迁移。从塑料肠外营养产品（IV袋，导尿管，敷管和产品容器）中迁移 到人体内的有毒元素直接接触人体血液。

(b) 从消费塑料，如计算机硬件及外围设备，产品包装等，其焚烧或垃圾填埋场填埋可造成 痕量元素转移进入到当地的生态系统中。

传统而言，常常使用无机酸消解聚合物材料。然而，这种酸性消解过程复杂、耗时，并存在待测 元素污染或损失的风险。激光烧蚀固体进样是一个微破坏性的技术，可以极大的降低样品制备时 间，从而能够实现高通量实验分析。本研究介绍了一个激光烧蚀固体进样方法，并通过数 据证明该技术是一种可行的技术，能够同时对多种元素进行准确的定量分析。

实验部分 将NWR213激光烧蚀系统（美国加利福尼亚州弗里蒙特市ESI公司）装配到一台同时带有反应池和 碰撞池的NexION®300D四极杆ICP-MS系统（美国康涅狄格州谢尔顿珀金埃尔默仪器有限公司）。 该系统可以同时在标准模式（无碰撞池气体）和碰撞模式（He碰撞池气体）下运行，以对这两种 模式的分析能力进行比较和对比。对样品表面进行大面积扫描从而实现批量全分析。仪器选择的 主要参数和设置见表1。

实验使用两个聚乙烯标准（分别为研究材料和测量研究所（IRMM）生产IMEP-10和BCR681）进行校准。实验样品则选择3个 成分已知，但实验人员不知道其成分的聚乙烯样品，以评估对仪器的性能进行评价。这些样品分别为：白色- “未受污染的”样 本；黄色-铬和铅含量较高；和绿色-溴含量较高。为了评估不同实验之间和同一实验内实验的精密度，本研究采用了两个全自 动化的分析实验，并且每个实验都是对每个样品进行6次重复分析。

结果 完整汇总的实验结果可见表2。表2可见，不管是在标准模式 还是和碰撞模式下，数据都呈现出很好的精密度和准确度。 其中部分这可能部分应归功于使用了13C来将元素信号归一化 正常化，但这些数据也反映了采用NWR213激光烧蚀系统和 NexION300D ICP-MS的稳定性。 

• 与采用标准模式测定Br相比，使用碰撞模式测定Br具有更 好的重现性。此外，从白色或黄色样品的分析可以看到，使 用碰撞模式测定Br不会出现假阳性结果。使用碰撞模式测 定的Br结果的重复性由于使用标准模式测定的结果。 此外，因为在白色或黄色样品中没有测得Br，表明使用碰撞 模式测定Br不会产生假阳性结果。 

• 对于黄色样品的测定，碰撞模式提供了准确和精确的 铬浓度和铅浓度的测定。

结论 在NexION300D ICP-MS通用池中使用He作为碰撞气体提高了 LA-ICP-MS测定聚乙烯中有毒元素的分析能力。这一方法可以 广泛地应用于许多不同材料的分析，而且由于所有元素都是在 碰撞模式下测定的，因此该方法还具有方法建立快速、简单的 优势。