纳升级高效液相色谱与电感耦合等离子体质谱联用在砷、汞形态分析(7)

浙江大学硕士学位论文电感耦合等离子体质谱可拆卸纳流雾化器的研制析中的应用【８６１。为了实现纳升级高效液相色谱与等离子质谱的无鞘流联用，需要设计制造在纳升级液体流速下能产生稳定气溶胶的纳流雾化器。Ｓｃｈａｕｍｌ６ｆｆｅｌ研究小组【８７１提出以新型气动纳流雾化器（ｎＤＳ－２００）作为ＩＣＰ－ＭＳ和纳升级高效液相色谱的无鞘流接口，其在０．０５－４１．ｔＬ／ｍｉｎ的液体流速之间都可产生稳定的气溶胶。不久，该研究小组为了降低ｎＤＳ．２００纳流雾化器的背压，延长使用寿命，采用内径为２０ｇｒｎ石英毛细管替换先前未处理的锥形石英针，得到了改进型的气动纳流雾化器（ｎＤＳ－２００ｅ）ｔｓ９】。当然，还有改进型直接注入式高效雾化系统（ｍｏｄｉｆｉｅｄＤＩＨＥＮ）、按需喷墨式气溶胶发生器（ＤＯＤＡｅｒｏｓｏｌＧｅｎｅｒａｔｏｒ）［９５，９７１等纳流雾化器，但是都存在成本高，死体积大（后者）等缺陷。因此研制一种成本低和死体积小的纳流雾化器作为ＩＣＰ－ＭＳ和ｎａｎｏＨＰＬＣ的无鞘流接口是有必要的。本课题在先前研制的可拆卸式微量雾化器基础上【１０２】，研制了一种在ｎＬ／ｍｉｎ的样品流速下，仍能产生稳定气溶胶，实现ＩＣＰ．ＭＳ的纳升样品检测的低成本、可拆卸式的简易纳流雾化器（ｄ二ＮＮ）。该纳流雾化器的进样毛细管内径为２０１．ｔｍ，保证极低的死体积（≈３．１４ｎＬ）。此外进样毛细管的尖端采用砂纸打磨技术，使其形成外壁厚约５Ｉ．ｔｍ，内径为２０ｇｍ的尖状喷嘴，这一处理有助于在纳升流速下仍可形成稳定的气溶胶。为了确定该纳流喷雾器的工作性能，对样品提升量、精度、灵敏度、检出限、自吸流量、瞬态信号的稳定性以及甲醇、乙腈等有机溶剂的影响进行了优化评估。２．２实验部分２．２．１化学试剂和器材本实验中所用的化学试剂和材料如下：（１）２撑多元素混合标准溶液（Ｌｉ，Ｂｅ，Ｃｏ，Ｓｒ，Ｃｄ，Ｂａ，Ｐｂ和ｕ等元素，１０ｍｇ／Ｌ，１％ＨＮ０３，ＳＰＥＸＣｅｒｔｉＰｒｅｐ公司，美国）；（２）砷原子吸收标准溶液（ＡｓⅡ１，１０００ｍｇ／Ｌ，和光纯药工业株式会社，日本）；（３）硝酸（７０４－１．０％，ＣＭＯＳ－ＩＩＩ级，江阴市化学试剂厂，中国江苏）；（４）甲醇（＞９９．９％，阿拉丁化学有限公司，中国上海）；万方数据浙江大学硕士学位论文电感耦合等离子体质谱可拆卸纳流雾化器的研制（５）乙腈（＞９９．８％，国药集团化学试剂有限公司，中国上海）；（６）熔融石英毛细管（２０“ｍｉ．ｄ．×３６０“ｍｏ．ｄ．，永年锐沣色谱器件有限公司，中国河北）；（７）氧化铝抛光粉（平均粒径０．８．１．２扯ｍ，高纳粉体技术有限公司，中国上海）。除特别注明外，上述试剂均为分析纯或色谱纯。其中作为主要溶剂的超纯水，电阻率为１８．２ＭＤ?ｃｍ，由Ｍｉｌｌｉ．ＱＰｌｕｓｌ８５超纯水净化处理器（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ公司，美国）处理所得，并现取现用。１０ｕｇ／Ｌ的多元素混合标准溶液（Ｌｉ，Ｂｅ，Ｃｏ，Ｓｒ，Ｃｄ，Ｂａ，Ｐｂ和ｕ等元素）则由１０ｍｇ／Ｌ的多元素混合标准溶液储备液用１％的高纯硝酸逐级稀释而成。１０肛ｇ／Ｌ的Ａｓｎｌ标准溶液经１０００ｍｇ／Ｌ的砷原子吸收标准溶液逐级稀释配成。实验中所用的所有溶液在使用前都经孔径为０．２２岬的微孔滤膜过滤。２．２．２纳流雾化器的研制纳流雾化器的示意图与ｄ－ＣＭＮ微流量雾化器【１０２１类似，如图２．１（ａ）所示。该纳流雾化器主要由三个部件组装而成，即雾化器器体、雾化器适配器和进样毛细管。其中除喷嘴处的气体出口孔径由原来ｄ－ＣＭＮ的０．２ｍｍ缩小至０．１６ｍｍ外，该雾化器的器体和适配器的结构尺寸与可拆卸毛细管微流雾化器（ｄ－ＣＭＮ）相同。进样毛细管的喷嘴口主要参照Ｚｈａｎｇ等人【１０叼设计的方法进行处理，图２．１（ｂ）为纳流雾化器的喷嘴处局部放大图。纳流雾化器制作的具体过程如下：１）为了使１０ＣＩｌｌ长的熔融石英进样毛细管具有平整的截面，采用陶瓷切割笔刀（ＰｏｌｙｍｉｃｒｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｐｈｏｅｎｉｘ，ＡＺ，ＵＳＡ）切取；２）将进样毛细管出口端置于正丁烷火焰上，以便除去进样毛细管喷嘴处５ｍｉｌｌ长的聚酰亚胺涂层；３）进样毛细管固定于一手持式电钻上，将去涂层后的出口端以５０００ｒ／ｍｉｎ的转速、３００的倾斜角置于粒度为８００的防水砂纸上磨制。大约研磨１０分钟，使尖端壁厚达到５岬后停止。在研磨的同时应及时添加些许水以便降低摩擦产生的高温；４）将进样毛细管的锥形尖端置于撒有氧化铝抛光粉末，粒度为１５００的防水万方数据浙江大学硕士学位论文电感耦合等离子体质谱可拆卸纳流雾化器的研制砂纸上，用与步骤（３）相同的方式研磨抛光５分钟；５）借助注射泵，用超纯水清洗成型后的进样毛细管３０分钟。（ｂ）ｉ４５（ｃ）。墨蠢霪嚣囊ｊ鏊篱黻苕型Ｖ鐾ｉ普图２．１低成本可拆卸纳流雾化器（ａ）雾化器设计示意图；（ｂ）喷嘴处局部放大图；（ｃ）雾化器喷嘴成品图图２．１（ｃ）为纳流雾化器喷嘴成品图，该进样毛细管喷嘴处壁厚约为５岬。经理论计算得出，进样毛细管喷嘴处的溶液环面积和气体出口处的环面积分别为３．１４×１０。４ｍｍ２和１．９４×１０‘２ｍｍ２。该纳流雾化器的组装参照之前本研究小组设计的ｄ－ＣＭＮ微流量雾化器的方案进行。将研磨后的锥形进样毛细管小心插入由聚四氟乙烯制成的适配器微孔中，后将其放入纳流雾化器器体内，其中纳流雾化器器体和适配器连接处的间隙用少量环氧树脂粘结胶进行密封。借助光学显微镜，调节雾化器器体和进样毛细管两者出口端的相对位置，使进样毛细管的．出口端与器体的喷嘴端齐平。完成后的纳流雾化器静置于水平台上６小时，使环氧树脂粘结胶完全固化。２．２．３仪器设备氩载气电感耦合等离子体质谱（ＩＣＰ．ＭＳ，ＸＳｅｒｉｅｓＩＩ，赛默飞世尔科技公司）用于评价低成本可拆卸纳流雾化器的工作性能。使用１０“ｇ／Ｌ的多元素混合标准溶液（基体为１％ＨＮ０３）对等离子体质谱的工作条件进行优化，通过调节各项参数，使得在５００ｎＬ／ｍｉｎ的样品提升量下，７Ｌｉ、５９ｃｏ、１１１Ｉｎ、２０８Ｐｂ和２３８ｕ的信号强度都万方数据浙江大学硕士学位论文电感耦合等离子体质谱可拆卸纳流雾化器的研制达到最大，最佳工作条件列于表２．１中。表２．１电感耦合等离子体质谱的工作参数参数ＲＦ射频发生器功率，ｗ采样锥（孔径，ｍｍ）截取锥（孔径，ｍｉｌｌ）冷却气，Ｌ／ｍｉｎ辅助气，Ｌ／ｍｉｎ雾化气，Ｌ／ｍｉｎ设定值１２００１．１０．９１３．０２Ｏ．７５ｄ小ｎ呵：０．８８ｄ．ＣＭＮ：０．９５ｄ删：２。１雾化器背压，ｂａｒｄ．ＣＭＮ：１．９ｄ小ｒＮ：０．０５．５．Ｏ样品提升速率，ｇＬ／ｍｉｎ同位素监测数据采集模式ｄ－ＣＭＮ：５．０７５ＡｓＰｅａｋｊｕｍｐｉｎｇ所研制的低成本可拆卸纳流雾化器和电阻丝加热型的微型单通道雾化室（加热到９０ｏＣ）［１０５］组成的纳流进样系统替代ＩＣＰ－ＭＳ的常规样品引入系统，其中新的纳流进样系统中，雾化室与雾化器通过由聚四氟乙烯制成的适配器来实现连接。利用配有１０ｍＬ注射器的注射泵（Ｍｏｄｅｌ３５．２２２６，ＨａｒｖａｒｄＡｐｐａｒａｔｕｓ公司，美国）将样品连续引入纳流雾化器中雾化。为了便于比较，可拆卸式微流量雾化器【１０２】也采用相同的方式与微型单通道雾化室相连接。２．２． …… 此处隐藏：2210字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……