单粒子ICP-MS的益处

传统上，含有颗粒残留物的液体样品在用电感耦合等离子体质谱或ICP-MS分析它们之前进行适当的酸消化，或ICP-MS - 直到最近的实践。

通过该方法，由此记录的ICP-MS数据表示散装颗粒群。Degueldre于2003年展示了各个颗粒，也可以用ICP-MS定量检测，随后引入概念欧洲杯猜球平台单粒子(sp)。¹

在SPICP-MS技术中，测量单个颗粒中的记录元素的质量以及总粒子数浓度。欧洲杯猜球平台与其他方法相比，该技术在与其他方法相比提供了大得多的检测限（<μg颗粒/ kg）。欧洲杯猜球平台如果已知形状和密度，则可以从记录的质量计算单独的颗粒的尺寸。单个粒子产生ICP-MS信号，其持续时间非常短 - 即毫秒的分数。

扫描质量分析器（例如，磁性或四极扇区）没有帮助从该短暂信号记录整个扫描元件的整个扫描元件，并且测量通常仅靶向颗粒内部的一个或两个元件。欧洲杯猜球平台相反，飞行时间分析仪快速和同时确定所有元件，使得可以确定整个颗粒的多元素组成。欧洲杯猜球平台

目前，SPICP-MS广泛用于表征无机纳米粒子并分析它们对环境的影响欧洲杯猜球平台²以及生活系统^3.;但是，它不一定限于这些领域。例如，SPICP-MS技术的另一个有趣应用是在环境气溶胶中的单个纳米颗粒和微粒的分析。欧洲杯猜球平台^4.

单粒子ICP-MS如何工作？

单粒子ICP-MS分析涉及两个主要需求：

• 少于2 ms的停留/集成时间用于操作质量分析仪，从而查看单个粒子检测事件
• 样品的粒子数浓度极低，以减少同时将多个粒子引入ICP-MS的前景欧洲杯猜球平台

可以使用几乎任何种类的液体样品引入系统，其中一些更有效地用于电离和颗粒传输。基于MS硬件配置，颗粒悬浮液通常稀释至10的浓度^5.-10^6.颗欧洲杯猜球平台粒/ ml。一旦样品中的颗粒的数量足够低，只有单个粒欧洲杯猜球平台子就会一次进入ICP。在颗粒到达等离子体之后，它会蒸发，雾化和电离，产生元素离子的云。

由此产生的离子通过压力还原界面从ICP朝向质量分析仪传递，该减压界面与低压之间的压力差（例如，10^-6mbar)质谱分析仪和气压ICP。离子被有效地传输到质量分析仪使用离子光学。利用电场和/或磁场，质量分析仪根据离子的质量电荷比(m/Q)分离离子，然后再撞击探测器。由此得到的数据表明在每个m/Q下记录的离子数，这些离子数反过来可用于确定离子的元素特性，并可用于确定元素的浓度。

从ICP源中的单个粒子中产生的元素离子云 - 产生极快的瞬态信号（信号尖峰），其总持续时间仅为毫秒。因此，为了检测这些离子，质量分析仪应该能够产生极快的测量。如前所述，TOF质量分析仪能够为单个颗粒记录整个质谱（所有M / Q值），与通常只瞄准一个或两个元素的扫描分析仪不同。欧洲杯猜球平台

对于任何记录的同位素（M / Q值），在瞬态粒子信号的持续时间期间看到的整体离子信号相对于颗粒内的该元件的质量。由此检测到ICP-MS.方法，颗粒事件的频率（瞬态信号钉）相对于引入的液体样品中的粒子数浓度。存在于溶解形式中存在的样品分数的浓度由连续的信号区表示缺乏尖峰，即单粒检测事件。

为确保从记录的质谱数据中存在来自单个粒子的信号，重要的是操作短留/积分时间的质欧洲杯猜球平台量分析仪。^5.当停留/积分时间增加时，含有两个或多个连续采样粒子总信号的记录事件的数量也增加，因此结果偏置。欧洲杯猜球平台

当使用高时间分辨率的数据获取数据时，通过高时间分辨率进行数据来增加实现的信噪比（SNR） - 与粒子相同的噪声（无颗粒数据）转化为更好的SNR和较低尺寸的检测限。通过SPICP-MS方法可以实现的尺寸检测限制特定于同位素，并且通常在10nm至几百纳米的范围内。

需要适当的校准以将记录的信号强度转换为元素质量，并将粒子事件的频率转换为粒子数浓度。尽管基于参考粒子的校准可以很容易地完成，但由于缺乏这些材料，它不容易相关。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台因此，PACE等人。^6.建议使用元件标准解决方案以及用于建立粒子传输效率的方案和检测效率的协议。虽然这种方法在几个分析实验室中使用，但在文献中也已经定义了各种校准概念。^7.

用于单粒子分析的最具ICP-MS相容的溶剂是超纯的水，其提供了最佳的检测限。相反，所有系统都不可行的超纯水。在稀释样品后，还可以在更复杂的矩阵中进行单粒子分析^8.或提取颗粒后。欧洲杯猜球平台^9.

多元素单粒子ICP-MS

利用具有扇区或四极孔质量分析仪的ICP-MS的单粒子分析仅限于基本系统，如单元素氧化物或金属颗粒。欧洲杯猜球平台这是因为这种质量分析仪仅能够在粒子检测事件的短时间内记录一个或两个同位素的信号。另一方面，飞行时间分析仪，就像所用的TOFWERK ICPTOF.，能够为所有单独的颗粒记录所有同位素的信号。欧洲杯猜球平台

因此，除了报告元质量和数量浓度之外，基于TOF的仪器可以定义颗粒的多元素组成。欧洲杯猜球平台TOF基仪器的这种特殊能力可用于分析复合纳米粒子，因为如这些产品正在迅速扩展。欧洲杯猜球平台此外，在暴露于不利环境之后，通常对简单和原始颗粒通常进行成分转化，这欧洲杯猜球平台可能改变它们的相互作用途径和行为。可以使用多元素单粒子ICP-MS分析这些过程。

由于纳米颗粒的增加和快速生产，对其对生活系统的负面影响产生的令人担忧，包括人类，以及环境。欧洲杯猜球平台尽管如此，与已经释放到环境中的工程化纳米材料的浓度相比，浓度类似的组合物的浓度的效果更大。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

检测这些制造的颗粒是重要的，以估计其未来的影响。欧洲杯猜球平台然而，很难在复杂的背景中鉴定低浓度分析物。最近提出这个问题的一种潜在方法是使用多元素SPICP-MS分析的指纹单个粒子。欧洲杯猜球平台例如，工程师的首席执行官₂用这种方法欧洲杯猜球平台成功地检测到土壤中的天然Ce颗粒的高背景中的纳米颗粒。²

进一步阅读

1. Degueldre，C.和P.Y.Favarger，单颗粒电感耦合等离子体质谱的胶体分析：可行性研究。胶体冲浪。，A，2003. 217（1-3）：p。137-142。
2. 普雷托里乌斯，A.，等人，使用电感耦合等离子体时间飞行质谱（ICP-TOFMS），以识别针对在土壤中的升高的自然背景工程纳米颗粒单粒子多元素指纹图谱（spMEF）。欧洲杯猜球平台环境。SCI .: Nano，2017. 4（2）：p。307-314。
3. Scanlan，L.D.等人，银纳米线暴露导致对Daphnia Magna的内化和毒性。ACS Nano，2013. 7（12）：p。10681-10694。
4. Suzuki，Y.等人，单次空气纳米粒子中的实时监测和测定Pb。分析原子光谱学杂志，2010。25（7）：p。947-949。
5. Hineman，A。和C. Stephan，停留时间对单粒子电感耦合等离子体质谱数据采集质量的影响。分析原子光谱学杂志，2014。29（7）：p。1252-1257。
6. 速度，H.E.等，通过单颗粒电感耦合等离子体质谱法计数和施加纳米颗粒的目的，确定运输效率。欧洲杯猜球平台分析化学，2011年.83（24）：p。9361-9369。
7. GSCHWind，S.等，IA。，电感耦合等离子体质谱的能力检测单分散微滴载有纳米颗粒。欧洲杯猜球平台分析原子光谱学杂志，2011。26（6）：p。1166-1174。
8. 彼得斯，R.B.等，单粒子ICP-MS的开发和验证，用于鸡肉中纳米银中的尺寸和定量测定。分析和生物分析化学化学，2014. 406（16）：p。3875-3885。
9. Mitrano，D.M.等，使用单颗粒电感耦合等离子体质谱检测纳米颗粒银。环境毒理学和化学，2012. 31（1）：p。115-121。

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