[发明专利]一种采用激光剥蚀联用多接收电感耦合等离子体质谱进行硼同位素分析的方法

说明书

本发明公开了一种采用激光剥蚀联用多接收电感耦合等离子体质谱进行硼同位素分析的方法，属于化学分析技术领域。所述分析方法的步骤包括：利用碱性介质作为液体样品和B同位素参考标准溶液的基体进行激光剥蚀，得到样品气溶胶；或者对固体样品和以碱性介质为基体的B同位素参考标准溶液进行激光剥蚀，得到样品气溶胶；再通过载气将样品气溶胶导入多接收电感耦合等离子体质谱进行检测，得到样品的同位素值。该方法对液体样品做B同位素分析时，无须对目标分析物进行分离纯化，并可克服严重的B同位素记忆效应；同时B同位素的参考标准溶液被证明可用作对固体样品做B原位微区同位素分析时的校正外标。

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，特别涉及一种采用激光剥蚀联用多接收电感耦合等离子体质谱进行硼同位素分析的方法。

背景技术

众所周知，激光剥蚀(LA)联用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是一种强大的同位素分析技术，已被应用于各种固体样品的多种同位素体系测试。但该技术却几乎未被应用于液体样品的同位素分析，即使是在一些采用LA-MC-ICP-MS对液体样品进行分析的研究中，学者们也倾向于预先将其通过加热、冷冻等方式转化为固体物质。对于液体样品的MC-ICP-MS分析，溶液雾化是最为普遍的进样方式。在此传统方法中，往往都需要对样品进行分离纯化以将目标分析物与基体分离开来，以求降低同质异位素、多原子离子及基体效应对测试的干扰。分离纯化流程通常需要消耗大量的化学试剂和容器耗材(如：超纯水、酸试剂、离心管、树脂和色谱柱等)，繁复的操作不仅耗时费力，且存在污染和同位素分馏的风险。毫无疑问，如果在面向液体样品的同位素分析时，分离纯化不再是必选项，那么这会是一个非常具有吸引力的特征，在大幅提升测试效率的同时，也可使测试方法变得更为绿色环保。

硼(B)是一种在地球上广泛分布的轻质量元素，其在自然界中显著的同位素分馏(高达90‰)具有重要的指示意义。高精度的B同位素测试方法主要包括热电离质谱(TIMS)和MC-ICP-MS，相比而言，MC-ICP-MS的分析效率更高。和其他所有的同位素体系一样，在对液体样品中的B同位素进行分析时，样品基体需要处于一种较为纯净的状态，即没有其他的杂质离子。据文献报道，仅100ng·mL^-1钙离子就能对B同位素组成的测试值造成-1‰的偏差；当标准溶液中被掺入1/100海水的主量杂质元素时(100μg·mL^-1Na,10μg·mL^-1Mg,5μgmL^-1K,5μgmL^-1Ca,200μgmL^-1Cl)，B同位素的测试值会出现高达-7‰的偏差。在实际样品中，为了去除这些杂质离子，通常可采用色谱柱分离或微升华/蒸馏的方式对B进行纯化提取，前者是一个漫长且复杂的过程，需要消耗大量危险且特殊的化学试剂；后者所涉及的试剂相对简单但受制于样品的装载量(通常为～50μL)，且在一些情况下容易面临同位素分馏的风险。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种采用激光剥蚀联用多接收电感耦合等离子体质谱进行硼同位素分析的方法。采用该方法对液体样品做B同位素分析时，无须对目标分析物进行分离纯化，并可克服严重的B同位素记忆效应；同时B同位素的参考标准溶液被证明可用作对固体样品做B原位微区同位素分析时的校正外标。相比于传统的溶液雾化MC-ICP-MS分析方法，该方法更为简单、灵活、高效且绿色环保。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明技术方案之一：提供一种采用激光剥蚀联用多接收电感耦合等离子体质谱进行硼同位素分析的方法，包括以下步骤：

S1：利用碱性介质作为液体样品和B同位素参考标准溶液的基体；

S2：将S1调整后的液体样品和B同位素参考标准溶液分别注入样品靶，覆膜后移入激光剥蚀池；

S3：利用激光剥蚀样品，得到样品气溶胶；

S4：通过载气将所述样品气溶胶导入多接收电感耦合等离子体质谱进行检测，得到样品的同位素值。