二次离子质谱学的最新进展：第9届国际二次离子质谱学会议评述

二次离子质谱学（ＳＩＭＳ）以其很高的灵敏度、很宽的动态范围和优良的深度分辨已逐步发展成为一种重要而有特色的表面分析手段。本文结合第９届国际二次离子质谱学会议（ＳＩＭＳ－ＩＸ）对ＳＩＭＳ的最新进展作一个简要评述，范围包括ＳＩＭＳ的各个方面：基础研究、仪器发展、定量分析、应用以及后电离技术等。     

煤的二次离子质谱数据解析1

作为全面认识煤的二次离子质谱数据与结果的开始,本文展示了典型煤样的低质量端的二次离子质谱图。利用了含四位小数的准高分辨数据在1至20质量数据区域确定了20种正离子组成;在1至31质量数区域确定了26种负离子组成。其中,简单氮氢离子─—H3N （m／z17．0272）、H4N （m／z18．0355）、H2N-（m／z16.0187）、HN-（m／z15．0107）,以及破氮组成离子CN-（m／z26．0036）等许多离子的组成,在煤的二次离子质谱及激光电高质谱中均属于首次检出。本文还对同类化学组成形成正离子与负离子的差异,以及对合同位素组成离子的同位素比值利用的潜力,进行了详细讨论。     

二次离子质谱的一次离子光学系统

二次离子质谱仪作为一种强大的表面分析工具,在表面分析领域有着非常广泛的应用。本文报道了一种用于二次离子质谱仪的一次离子光学系统,它可以对电子轰击电离源产生的一次离子进行有效的加速与聚焦,形成稳定的、能量在0～5kV范围内连续可调的离子束流。同时,该光学系统可以在两种聚焦模式下工作,产生两种不同性能的离子束流。实验结果表明,采用电子轰击电离源作为一次离子源的条件,该离子光学系统能够将离子束聚焦至直径为20μm的束斑,其一次离子束流密度最高可达到503.2mA/cm2,可以实现对一般样品(如材料或生物样品)的表面成分分析。     

激光二次中性粒子质谱（LSNMS）进展

激光二次中性粒子质谱是近几年来迅速发展的一种新型质谱，与二次离子质谱相比，它不仅具有高效率、高选择性、高灵敏度等优久，且更适于定量分析。本文主要介绍了激光二次中性粒子质谱的基本原理、进展以及应用。     

几种新型号二次离子质谱仪采用的新技术

本文简要叙述法国CAMECA公司 ,德国IONTOFGmbH公司新型的NanoSIMS5 0IMSWFIMSSCUITRATOFSIMSIV型二次离子质谱的特色 ,着重介绍这些仪器改进过的和新增加的仪器部件的原理、性能及功用     

砷化镓抛光晶片表面沾污的二次离子质谱分析

在砷化镓工艺过程中,很多失效问题与表面的沾污有关,二次离子质谱分析是表面分析的有力手段,本文提供一种用二次离子质谱分析检测砷化镓表面钠、钾和铝的沾污水平的测试方法。     

一种利用变通的离子散射谱测量进行浓度定标的二次离子质谱深度剖析…

本工作利用一台不作任何较大改动的ＣＡＭＥＣＡ－ＩＭＳ－３ｆ扇形磁铁型二次离子质谱仪对传统的离子散射谱（ＩＳＳ）分析技术进行了适当的变通，并对二次离子质谱分析（ＳＩＭＳ）的深度剖析谱进行了浓度定标。在保留ＳＩＭＳ分析高灵敏度、高深度分辨率的前提下，实现了对块体样品中的掺杂元素的ＳＩＭＳ定量深度剖析。通过与离子注入机标称的注入剂量及卢瑟福背散射的定量分析结果相比较，本方法的定量准确度一般好于１０％。而     

二次离子质谱测定珊瑚氧同位素的制靶技术评价

二次离子质谱是目前测定高精度珊瑚微区原位氧同位素组成的唯一技术手段。本实验从取样的厚度和深度两方面探讨了制靶技术对珊瑚氧同位素测定的影响。研究发现,切取珊瑚片的厚度从3 mm变化到5 mm时,珊瑚基体效应（IMF_coral）变化幅度为1.02‰;分析面距离传统方法（IRMS）取样面的深度从0 mm变化到3 mm时,IMF_coral变化幅度为0.7‰。实验表明,过厚的取样厚度会造成靶面较多气泡,影响珊瑚氧同位素测试;而取样深度的差异会导致时间效应和生命效应相互叠加,使珊瑚基体效应偏离正常值,对研究珊瑚基体效应的一般性规律造成明显的干扰。当取样厚度小于3 mm,取样深度与IRMS取样面保持一致时,IMF_coral为-2.75‰,该数值与前人的估算值（IMF_coral=-2.8‰）在误差范围内一致。因此,在制靶过程中,取样厚度不宜超过3 mm,取样深度应与IRMS取样面保持一致,可将制靶的影响降至最小,从而获得准确的珊瑚氧同位素分析的基体效应值,该结论可为推广二次离子质谱在珊瑚研究中的应用提供技术保障。     

封闭酸溶-ICP-MS分析超细地质样品的条件优化

Using ultra-fine sample for determination 42 elements by pressurized acid digestion -ICP-MS, the mass of test portion can be reduced to 2 mg yet maintain the representation. And acid used for digestion could be reduced to less than 0.5 mL, reaction time also largely reduced.     

超高效液相色谱-高分辨质谱测定大鼠血清中神经递质及其在电离辐射脑损伤动物模型中的应用

建立了超高效液相色谱四极杆静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)法快速分析大鼠血清中10种神经递质.以0.1％甲酸-乙腈为沉淀剂,采用蛋白沉淀法进行血清中蛋白质大分子的沉淀和目标分析物的高效萃取.建立目标分析物的精确质量数据库(质荷比、保留时间、同位素峰分布及特征碎片离子)和二级质谱库进行精...     

宋代黑釉茶盏油滴的飞行时间二次离子质谱表征

本研究利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征典型黑釉茶盏釉面上银色反光斑纹,即华北油滴。高分辨质谱测定油滴的主要成分是氧化铁,由显微拉曼光谱确定其矿物形式是赤铁矿(α-Fe₂O₃)。二次离子质谱(SIMS)离子成像进一步揭示：该赤铁矿呈六方柱晶体(约2～10μm);近百余枚这样的晶体自组织分散排列构成类似雨滴状的斑纹(约120μm);与其形貌互补的是含硅、铝、钙、钠等元素的碱性石灰质釉质。SIMS深度剖析发现,α-Fe₂O₃晶体的连续深度不小于5μm。基于SIMS表征结果,还探讨了赤铁矿沉积薄膜状镜铁矿(α-Fe₂O₃)引起华北油滴呈银色与镜面反射现象的原理,以及TOF-SIMS在表征和研究古瓷方面的潜力和局限。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定人血浆中罗匹尼罗浓度

建立了超高效液相色谱 串联质谱(UPLC-MS/MS)测定人血浆中罗匹尼罗浓度的方法,采用向血浆样品中加入氘代内标后,以甲基叔丁基醚进行萃取。色谱柱为Acquity UPLC BEH C18柱（2.1 mm×50 mm×1.7 μm）,流动相为甲醇10 mmol/L乙酸铵（含0.2%氨水）（80∶20,V/V）,流速为0.4 mL/min。采用多反应监测（MRM）扫描模式,以电喷雾离子源（ESI）正离子方式检测。结果显示,方法的线性范围为0.02~5 μg/L,最低定量限为0.02 μg/L,日内、日间精密度均小于15%,准确度在85%~115%之间,萃取回收率为85%。该方法快速、灵敏、专属性强,不受血浆基质的影响,不同条件下的稳定性考察结果良好,适用于罗匹尼罗的人体药代动力学研究。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定人血浆中精氨酸及衍生物含量

建立了超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法同时测定使用艾普拉唑后人血浆中二甲基精氨酸(ADMA)、对称二甲基精氨酸（SDMA）、单甲基精氨酸（NMMA）、瓜氨酸（Cit）和L-精氨酸（L-Arg）的浓度。采用HILIC亲水相互作用色谱和非衍生化的蛋白沉淀法进行分离分析,色谱柱选取Waters Atlantic HILIC柱（2.1 mm×50 mm×3 μm）,流动相由乙腈（含0.5%乙酸和0.025%三氟乙酸）-水（含0.5%乙酸和0.025%三氟乙酸）（85∶15, V/V）组成,流速0.25 mL/min。采用多反应离子监测（MRM）模式,以电喷雾离子源（ESI）正离子方式检测。结果显示,ADMA、SDMA、NMMA、L-Arg和Cit的线性关系良好,相关系数r均大于0.994 0;ADMA、SDMA和NMMA的线性范围为0.1～5 mmol/L,L-Arg和Cit的线性范围为10~250 mmol/L;5种氨基酸的日内、日间精密度均小于15%,准确度在85%～115%之间。该方法快速、简便、灵敏,可为相关疾病的临床诊断提供一种高效的检测手段。     

超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱法筛查饲料中11种镇静剂类药物

为了快速筛查未知饲料样品中的镇静剂类药物,应用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱建立了筛查饲料中11种镇静剂类药物的方法。在不同添加浓度下获得了精确的分子离子质量,质量偏差的绝对值低于3×10^-6。11种镇静剂类药物在0.02~1 mg/L范围内线性关系良好,相关系数r≥0.99,添加浓度为0.5~5 mg/kg时,其添加回收率在50%~120%之间,在饲料基质中的检测限为0.1 mg/kg。该方法简便、高效、准确,适于饲料中11种镇静剂类药物的分析检测需求。     

气相色谱-高分辨飞行时间质谱法测定大气中六氯苯的氯同位素丰度比值

为了探索用同位素丰度比值指纹表征大气中有机氯污染物降解现象的可行性,采用气相色谱-高分辨飞行时间质谱法（GC-HR-TOF MS）测定天津市工业区(塘沽,汉沽)与远郊区（于桥）大气污染物六氯苯的氯同位素丰度比值（³⁷Cl/³⁵Cl）。实验数据表明,氯同位素丰度比值的测量精度RSD为2‰~5‰;工业区汉沽、塘沽六氯苯的氯同位素丰度比值分别为0.320 7±0.000 8、0.319 3±0.001 6,远郊区于桥的比值为0.323 9±0.000 8;随着污染物浓度的下降（距离污染源渐远）,六氯苯的氯同位素丰度比值有上升的趋势,符合理论预期,这可以归因于六氯苯伴随大气传输过程发生了化学降解现象。本方法可用于大气中有机氯污染物（如六氯苯）的氯同位素丰度比值的测定,并有望用于研究有机氯污染物的降解等环境过程。     

超高分子量聚乙烯/纳米Al2O3复合材料的磨损表面特征分析

用热压成型法制备了纳米氧化铝填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌,并借助X射线能谱仪对试样磨损表面进行了微区分析。结果表明:UHMWPE/nano-A l2O3复合材料中的纳米A l2O3粒子含量不同,其磨损表面的碳元素含量也发生不同程度的变化。填充质量分数为15%的纳米A l2O3能较好地改善UHMWPE/nano-A l2O3复合材料的摩擦磨损性能,其磨损表面出现了明显的贫A l区和富A l区,且富A l区以“岛”的形式分布在贫A l区中。     

超高效液相色谱-串联Orbitrap质谱（Q-Exactive）对湿热质人群代谢表型的分析

采用超高效液相色谱-串联Orbitrap质谱（UHPLC-Q/Exactive）技术分析湿热质（n=8）和平和质（n=13）志愿者尿液,运用质谱数据建立无监督的火山模型和有监督的正交偏最小二乘判别分析模型（OPLS-DA）筛选湿热质的特征代谢物,并分析湿热质与平和质志愿者间代谢表型的差异,通过特征代谢物的代谢通路分析,研究湿热质形成的分子作用机理。结果表明,湿热质和平和质的代谢表型存在显著差异,通过火山模型可筛选出22个差异显著的代谢物,通过OPLS-DA模型可筛选出29个特征代谢物。代谢通路分析结果表明,湿热质志愿者精氨酸和脯氨酸代谢,组氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等通路发生了紊乱,这为针对湿热质人群实施精准营养提供了新的思路。