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大咖交流 | 譜育科技與中科院共同探討ICP-MS在單顆粒、納微塑料領(lǐng)域的應(yīng)用
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    2023-08-15

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納米顆粒和微塑料

隨著納米顆粒和微塑料在生態(tài)環(huán)境中廣泛存在,甚至在人體內(nèi)也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了微塑料的痕跡,其對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康潛在的影響關(guān)注度越來(lái)越高。2022年,生態(tài)環(huán)境部將微塑料被納為四大新污染物之一,如何在各類復(fù)雜的賦存介質(zhì)、賦存基體中進(jìn)行納米顆粒與微塑料的精確表征吸引了環(huán)境化學(xué)、材料化學(xué)、分析化學(xué)等諸多領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。

由于ICP-MS(ICP-Q-MS、ICP-MS/MS、ICP-Q-TOF-MS等)對(duì)瞬態(tài)信號(hào)具有優(yōu)異的檢測(cè)能力,基于亞毫秒級(jí)駐留時(shí)間下的SP-ICP-MS分析技術(shù),可以獲得樣品中目標(biāo)粒子的等效球體尺寸、粒徑分布、顆粒數(shù)量等關(guān)鍵信息,使得其在對(duì)納米顆粒物和微塑料表征中的應(yīng)用潛力獲得了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。


協(xié)同交流,技術(shù)探討

作為國(guó)產(chǎn)ICP質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的代表性企業(yè)之一,譜育科技針對(duì)ICP-MS在單顆粒及微塑料領(lǐng)域的應(yīng)用也開展了深入研究。

應(yīng)中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心譚志強(qiáng)老師研究員團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng),譜育科技無(wú)機(jī)質(zhì)譜售前產(chǎn)品經(jīng)理高爾樂(lè)博士應(yīng)用研究副經(jīng)理吳智威博士攜團(tuán)隊(duì),就ICP-MSMS、ICP-Q-TOF在單顆粒分析、納微塑料領(lǐng)域系列解決方案,通過(guò)線上線下多次與譚志強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)人員及相關(guān)受邀專家學(xué)者展開深入交流。

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譜育科技ICP質(zhì)譜團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心譚志強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)交流現(xiàn)場(chǎng)


會(huì)議上,吳智威博士就ICP-Q-MS、ICP-MS/MS、ICP-Q-TOF-MS在單顆粒、微塑料領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用潛力進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并展示了最新的應(yīng)用案例示范。雙方就相關(guān)應(yīng)用以及前處理、分析方法等展開了充分交流。


譚志強(qiáng)老師指出,針對(duì)SP-ICP-MS技術(shù)中顆粒響應(yīng)閾值判斷方式、離散信號(hào)處理技術(shù)、連續(xù)顆粒信號(hào)判別與處理方法,譜育科技所進(jìn)行的針對(duì)性研究讓人印象深刻,希望日后可以進(jìn)一步合作。目前,譚志強(qiáng)老師團(tuán)隊(duì)已使用譜育科技 SUPEC 7000型ICP-MS開展自然水體、植物組織、土壤提取液等樣品中的金屬/非金屬及其氧化物細(xì)顆粒的精確表征,從而研究金屬/非金屬及其氧化物細(xì)顆粒在土壤-作物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化;同時(shí)也將其與自行搭建的中空纖維流場(chǎng)流分離裝置/電場(chǎng)流分離裝置聯(lián)用,進(jìn)行準(zhǔn)確的細(xì)顆粒識(shí)別表征。

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▲ 吳智威博士與同學(xué)們展開深入探討

譜育科技ICP-MS分析應(yīng)用

通常ICP-MS可以對(duì)單顆粒及微塑料的粒徑及濃度進(jìn)行表征,但進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),業(yè)內(nèi)較常使用單一的傳輸效率(如只使用顆粒粒徑傳輸效率或顆粒濃度傳輸效率)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行顆粒粒徑與顆粒數(shù)量的數(shù)據(jù)校正處理,而最新研究表明這種數(shù)據(jù)處理方式容易引入額外的誤差。


對(duì)此譜育科技提供了全新的顆粒粒徑與顆粒數(shù)量獨(dú)立的二維校準(zhǔn)方法,可徹底避免由于傳輸效率不一致帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。此外,譜育科技SP-ICP-MS技術(shù)具備單次樣品采集事件≥30min (1800萬(wàn)數(shù)據(jù)量)的功能,還特別開放了高斯、泊松、自定義等多種顆粒信號(hào)篩選算法,并提供包括顆粒事件長(zhǎng)度、顆粒間隔系數(shù)等新興校正系數(shù)的處理功能,分析化學(xué)家可根據(jù)應(yīng)用研究需求,選擇最為合適的算法處理參數(shù)與顆粒校正方法,從而得到可靠、精準(zhǔn)的分析結(jié)果。

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▲ 顆粒粒徑與顆粒數(shù)量獨(dú)立的二維校準(zhǔn)方法

SUPEC 7000系列ICP質(zhì)譜分析不同粒徑、不同濃度的單顆粒結(jié)果如下:

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▲ 不同粒徑Au-Nano的信號(hào)(左)/粒徑(右)-頻次分布圖



厚積薄發(fā),技術(shù)引領(lǐng)

譜育科技深耕質(zhì)譜領(lǐng)域超15年,先后發(fā)布多款質(zhì)譜產(chǎn)品。其中可應(yīng)用于單顆粒與微塑料領(lǐng)域的ICP質(zhì)譜,包括以下三款系列產(chǎn)品:

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單四極桿ICP-MS

可滿足一般基質(zhì)下的單顆粒及微塑料的表征分析;


三重四極桿ICP-MS/MS

使得超痕量元素分析的方法開發(fā)不再單純地高度依賴儀器硬件的絕對(duì)性能(如靈敏度、質(zhì)量分辨能力、豐度靈敏度等),而是可依賴分析化學(xué)科學(xué)家的科研思維,以嚴(yán)謹(jǐn)可控的化學(xué)分辨的方式,優(yōu)雅、巧妙地完成分析方法學(xué)的研究與開發(fā),有效解決如Si、Ti、S等存在諸多質(zhì)譜干擾的單顆粒表征分析;


四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜

ICP-Q-TOF-MS

不同于四極桿“順序掃描”,其可在幾微秒或者幾十微秒就可記錄一個(gè)完整的質(zhì)譜,這使得分析工作者們不再局限于單次只能獲得單顆?;蛭⑺芰现?~2種元素信息,而是可單次獲得所有元素信息,以此進(jìn)行更為全面、深入的研究,如標(biāo)記不同稀土元素的塑料,探究其在土壤環(huán)境的遷移,轉(zhuǎn)化,相互作用;多元素指紋更精準(zhǔn)地識(shí)別微塑料以及追溯污染來(lái)源等。



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