应用前言
激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, LA-ICP-MS)是一种高灵敏度、高空间分辨率的固体样品原位微区分析技术。该方法通过高能量激光束聚焦于样品表面,实现局部烧蚀,产生的微小颗粒随后被载气(通常为氩气或氦气)输送至电感耦合等离子体中离子化,并最终进入质谱仪进行多元素和同位素检测。相较于传统溶液进样ICP-MS方法,LA-ICP-MS 具有无需复杂样品溶解过程、分析速度快、样品消耗量小以及可实现二维/三维空间分布成像等独特优势。
该技术自20世纪90年代广泛应用以来,已经在多个研究领域展现出强大的分析能力。在地球科学中,LA-ICP-MS 被用于锆石U-Pb定年、微量元素地球化学分析、熔体包体研究等;在材料科学中,可实现合金、陶瓷、薄膜材料中微区成分及杂质分布的高分辨分析;在生物医学领域,其可结合组织切片进行金属元素成像,用于肿瘤金属代谢研究、药物分布可视化、神经疾病中金属异常分布分析等;在法医学和考古学中,LA-ICP-MS 则因其对样品微破坏和高空间解析能力,被用于涂层比对、古代器物源产地判定和年代学研究。
近年来,随着飞秒激光器、飞行时间(TOF)质谱检测器、同位素比值监测(如MC-ICP-MS)以及标准化微量定量方法的发展,LA-ICP-MS 的定量精度和成像能力得到了显著提升。例如,使用同质或近似基体的参考材料进行校准、引入内部标准元素、以及与同步辐射X射线荧光(SR-XRF)等技术联用,已逐步解决了基体效应、烧蚀行为差异等影响分析精度的问题。
然而,LA-ICP-MS 也面临一些挑战,包括样品在烧蚀过程中的元素分馏效应、复杂基体对等离子体离子化效率的影响、标准物质缺乏等问题仍限制其在某些领域的定量准确性。尽管如此,凭借其快速、灵敏、微损、高分辨的优势,LA-ICP-MS 仍被认为是未来多领域微区成分分析和高通量成像的重要技术平台,并在纳米技术、疾病标志物探测、微量污染物分布研究等新兴方向中展现出广阔的应用前景。
文章结论
激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)结合了激光原位采样和 ICP-MS 的高灵敏质谱检测能力,为贵金属元素(如铑Rh)的微区定量分析提供了一种高效、无损的解决方案。ICP-MS 作为目前灵敏度最高的元素分析技术之一,具备极低的检出限(通常可达ppt级别)、宽广的线性动态范围(超过 11个数量级)以及优异的同位素分辨能力,使其在痕量和超痕量元素的准确测定中具有无可替代的优势。
在Rh的分析中,ICP-MS 对 103Rh 同位素具有良好的响应强度和极低的背景信号,为 LA-ICP-MS 提供了高灵敏、高选择性的检测基础。得益于 ICP-MS 的高离子化效率,LA 烧蚀释放的 Rh 微粒即使浓度极低,也能获得清晰稳定的信号,从而有效实现固体样品中 Rh 的检测。其他贵金属元素也可参考此方法。
综上所述,借助 ICP-MS 平台卓越的灵敏度、稳定性与多同位素分析能力,LA-ICP-MS 成为实现 Rh 等贵金属元素原位高精度定量的强大工具,在材料表征、催化剂分析、贵金属矿产研究等领域展现出极大的应用潜力。