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稀土檢測專欄 | 高純稀土樣品雜質(zhì)元素 ICP-MS/MS 方案
安捷倫 8900 ICP-MS/MS：去除基體、去除復(fù)雜干擾的“二向箔"
安捷倫 8900 ICP-MS/MS 配備兩個等長的四極桿質(zhì)量過濾器，第一個四極桿可以分離基體和潛在干擾物，將樣品溶液中的多維組分降為只有分析元素和干擾元素的二維組成進入碰撞反應(yīng)池，在碰撞反應(yīng)池中，在反應(yīng)氣體作用下，分析元素或干擾物發(fā)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移，在第二個四極桿和檢測器的作用下，信號強度、干擾元素和分析元素的三維變量降為只有分析元素和信號強度的二維變量，從而實現(xiàn)分析元素的準(zhǔn)確測定；因而，該過程中 MS/MS 工具可以理解為《三體》中具有降維打擊功能的“二向箔"。以高純釹中 Tb 的測量為例，第一個 MS 過濾基體 Nd 和潛在干擾物 174Yb，碰撞反應(yīng)池中氨氣和 159Tb 反應(yīng)生成 174TbNH；第二個 MS 過濾 159NdO，檢測器分析 174TbNH 實現(xiàn)高純釹中 Tb 的準(zhǔn)確測定。
以高純釹為例介紹安捷倫 ICP-MS/MS 分析高純稀土中雜質(zhì)元素的方案。
01
樣品前處理
將 99.999% 高純 Nd2O3（中國包頭稀土研究院）緩慢溶解于半導(dǎo)體級 HNO3 中，然后稀釋為 500 ppm（Nd2O3 濃度），溶液直接用 ICP-MS/MS 分析。
02
儀器參數(shù)
比較了無氣體模式/He/O2/NH3 氣模式下 13 個稀土雜質(zhì)元素的分析結(jié)果，四個模式的儀器參數(shù)條件如下：
03
元素模式的選擇
以 Tb 的氨氣質(zhì)量轉(zhuǎn)移模式為例，159Tb 受到 143NdO 的干擾，為找出最合適的 Tb 氨簇產(chǎn)物離子，將 10 ppb 的 Tb 溶液引入系統(tǒng)，并執(zhí)行產(chǎn)物離子掃描。經(jīng)掃描發(fā)現(xiàn)，四種豐度最高的簇離子分別為：TbNH+、TbNH(NH3)+、Tb(NH3)4+和 Tb(NH3)5+，針對所有這四種候選簇離子，分析 500 ppm Nd2O3 溶液，可以發(fā)現(xiàn)，TbNH+ (m/z 174) 具有最低的 BEC (22 ppt)，氨氣轉(zhuǎn)移模式可以有效去除 NdO+ 的干擾。
04
不同模式下的檢測結(jié)果
低質(zhì)量數(shù)和中等質(zhì)量數(shù) REE（La、Ce、Pr、Sm、Eu 和 Gd）的背景等效濃度 (BEC) 在所有模式下的結(jié)果相近，這是由于這些元素不受 Nd 的干擾。高質(zhì)量數(shù) REE 在 He/O2 模式下的 BEC 低于無氣體模式，表明高質(zhì)量數(shù) REE 受到來自 Nd 的多原子離子干擾；采用 NH3 原位模式測定 Dy 和 Ho 則獲得了優(yōu)異的結(jié)果，其 BEC 與 O2 質(zhì)量轉(zhuǎn)移模式相比降低了 20 倍。此外，以 NH3 轉(zhuǎn)移模式測定 Tb 的 BEC 比 O2 質(zhì)量轉(zhuǎn)移模式測得的結(jié)果低 50 倍。因而，基于各項檢測結(jié)果，Tb、Dy、Ho 推薦氨氣模式，其它 REE 元素推薦 O2 或者 He 氣模式。
05
加標(biāo)回收率和長期穩(wěn)定性
為驗證此方法準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，分析溶液進行加標(biāo)回收率測試，在 500 ppm Nd2O3 溶液中加標(biāo) 0.5 ppb 混合 REE 標(biāo)準(zhǔn)品。利用 NH3 原位模式測定 Dy 和 Ho，用 NH3 轉(zhuǎn)移模式測定 Tb，用 O2 轉(zhuǎn)移模式測定其余 REE，可以獲得結(jié)果：所有元素加標(biāo)回收率在 ±15% 以內(nèi)，濃度 RSD% 都小于 6%。
