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(8)

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而该纳流雾化器另一个显著地优势是可轻易更换其中堵塞的进样毛细管，从而实现雾化器器体和适配器的重复利用［１０９］。因为该纳流雾化器由环氧树脂粘结胶将雾化器器体、适配器、进样毛细管三者粘结而成，只需将堵塞的雾化器整体放入沸水中煮沸几分钟，固化的环氧树脂即可变软，使组成雾化器的三各部件互相分离。这保证了纳流雾化器足够低的制造成本和维修费用，以及雾化器器体和适配器的使用寿命。表２．２ｄ－ＮＮ、ｄ－ＣＭＮ和ＭＭＮ三种雾化器的检出限，灵敏度和精确度比较表术单位为ｇＬ／ｍｉｎ。尽管自制纳流雾化器（ｄ．ＮＮ）与先前研制的自制微流量雾化器（ｄ－ＣＭＮ）的整体结构相似，但它们在进样毛细管的设计上存在一定区别。自制纳流雾化器的进样毛细管内径为２０¨ｍ，而自制微流量雾化器的进样毛细管内径达２５０ｕｍ。因此相比之下，自制纳流雾化器存在明显的优势，具体如下：第一，在纳流流速到微流流速状态下（５００ｎＬ／ｍｉｎ以及５Ｉ．ｔＬ／ｍｉｎ），自制纳流雾化器均能产生更稳定的气溶胶，雾化效率也明显高于ｄ－ＣＭＮ，因此具有更高的灵敏度，如表２．２所示。第二，自制微流量雾化器的自吸流量为４．７７ｇＬ／ｍｉｎｔｌ０２１，而自制纳流雾化器的自吸流量降至８０ｎＬ／ｍｉｎ，因此当应用于毛细管电泳时，由抽吸作用引起的层流现象会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显着下降，从而提高了分辨率。第三，自制纳流雾化器的死体积仅为３１．４１儿，比自制微流量雾化器４．９ｌ“Ｌ的死体积缩小了两个数量级。死体积的减少可以降低雾化器内分析物的洗脱时间，从而减少谱峰展宽现象和总的分析时间。２．３．２气溶胶粒度分布和分析物输送效率对于ＩＣＰ．ＭＳ来讲，理想的气溶胶应是粒径均匀且速度相近的。本实验在不同样品提升量下，分别对纳流雾化器（ｄ－ＮＮ）和微流量雾化器（ｄ－ＣＭＮ）的初级气溶胶质量进行了分析，结果见图２．２。图２．２ｄ－ＮＮ和ｄ－ＣＭＮ两种雾化器所严生的气溶胶对比（ａ：ｄ－ＮＮ，５００ｎＬ／ｍｉｎ；ｂ：ｄ－ＮＮ，５ｇＬ／ｍｉｎ；ｃ：ｄ－ＣＭＮ，５００ｎＬ／ｍｉｎ；ｄ：ｄ－ＣＭＮ，５ｌＪＬ／ｍｉｎ）由图可得到三个结论：首先，在相同的样品提升速率下，由纳流雾化器（ｄ－ＮＮ）得到的气溶胶液滴分布的几何尺寸远比由ｄ－ＣＭＮ所得到的小；其次，与ｄ－ＣＭＮ相比，采用ｄ－ＮＮ纳流雾化器所得到气溶胶照片的黑点（即气溶胶的液体小质点）分布更均匀和集中；最后，由ｄ．ＮＮ纳流雾化器所产生的气溶胶液滴尺寸分布在一定程度上会随样品提升量的减少而缩小。上述三个结果表明，可拆卸式纳流雾化器（ｄ－ＮＮ）的气溶胶液滴的径向速度更低，且粒度分布更均匀。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经直接过滤收集法对可拆卸式纳流雾化器和微流量雾化器的分析物传输效率进行分别测定。对于可拆卸式纳流雾化器来讲，在５００ｎＬ／ｍｉｎ的样品提升速率下，传输效率为９３．２．９８．６％，而样品提升速率为５ｐＬ／ｍｉｎ时，传输效率降至８４．６．９１．３％。相比之下，微流量雾化器在样品提升速率为５００ｎＬ／ｍｉｎ时，传输效率仅为５１．８．６６．０％；在５“Ｌ／ｍｉｎ时，传输效率更低至２７．５－４２．２％。尽管纳流雾化器的分析物传输效率随着样品提升量的增加而略有下降，但均显著高于微流量雾化器的传输效率，这也与图２．２的气溶胶液滴分布图相吻合。与此同时，该纳流雾化器在低于５ｇＬ／ｍｉｎ的样品提升量条件下持续工作２小时，也并未在雾化室内壁观察到沉积液。因此，可拆卸式纳流雾化器可以生产高品质的气溶胶，并实现近１００％的气溶胶传输效率。２．３．３自制纳流雾化器的分析性能对于低成本可拆卸纳流雾化器的分析性能研究将从以下几个方面展开：瞬态信号的灵敏度、精密度、稳定性以及自吸流速。但在分析自制纳流雾化器的性能之前，首先需要确定该纳流雾化器的最佳工作条件。６５４３２ｌＯ图２．３雾化气（Ａｔ）流量对ＩＣＰ．ＭＳ检测信号强度的影响首先采用自制纳流雾化器，在样品提升量为５００ｎＬ／ｍｉｎ时，在０．７—１．１０Ｌ／ｍｉｎ范围内改变Ａｒ载气流流量，对１０“ｇ／Ｌ的含１％ＨＮ０３的多元素混合标准溶液中的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７Ｌｉ，９Ｂｅ，５９Ｃｏ，８７Ｓｒ，１１１Ｃｄ，１３７Ｂａ，２０８Ｐｂ和２３８Ｕ八种元素进行了分析并采集相应的信号强度，结果示于图２．３。由图２．３可轻易得到，除了轻质量金属７Ｌｉ和９Ｂｅ在心载气流流量为０．９２Ｌ／ｍｉｎ时达到最大外，其他元素的信号强度均在心载气流流量为０．８８Ｌ／ｍｉｎ时达到最强。考虑到后续实验主要研究砷和汞元素，因此在接下来对纳流雾化器进行性能分析和实际应用时，均设定自制纳流雾化器的心载气流流量为Ｏ．８８Ｌ／ｍｉｎ。其次在心载气流流量为０．８８Ｌ／ｍｉｎ时，对样品提升量在５０．５０００ｎＬ／ｍｉｎ范围内进行变化，将１０ｐｇ／Ｌ的含１％ＨＮ０３的多元素混合标准溶液（７Ｌｉ，９Ｂｅ，”Ｃｏ，８７Ｓｒ，１１１ｃｄ，１３７Ｂａ，２０８Ｐｂ和２３８Ｕ）引入到等离子体内，并采集相应的信号强度，结果示于图２．４。在所测的样品提升量范围内，所选８个元素的信号强度分别随样品提升量的增加而逐渐增加（相关系数均在０．９６５８．０．９８３４范围内）。但由于过高的液体流速会产生极高背压，就需要更高的注射压力来克服背压，当超出注射泵和注射器的耐压上限后，会造成注射泵的自熄和注射器的漏液。随着样品提升量从５０ｎＬ／ｍｉｎ升至１０００ｎＬ／ｍｉｎ，８种元素各自信号的相对标准偏差（ＲＳＤ）逐渐从６．２．８．３％下降至１．６－２．８％。５４３２１Ｏ０ｌ２３４５Ｕｐｔａｋｅｒａｔｅ／ｌａＬ?ｒａｉｎ。１图２．４样品提升量对ＩＣＰ．ＭＳ检测信号强度的影响－９之前研制的微流量雾化器相比，该纳流雾化器可以提供更好的精确度和雾化效率，如表２．２所示。自制纳流雾化器（ｄ－ＮＮ，５００ｎＬ／ｍｉｎ）的信号强度是自制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微流量雾化器（ｄ－ＣＭＮ，５ｌａＬ／ｍｉｎ）的２１。３１％，这意味着该纳流雾化器的雾化效率比ｄ－ＣＭＮ提高了２４倍左右，这也与之前２．３．２中得到的结论相吻合。此外，与ｄ－ＣＭＮ在５扯Ｌ／ｍｉｎ流速下相比，ｄ－ＮＮ在５００ｎＬ／ｍｉｎ的样品提升速率下的相对标准偏差（ＲＳＤ）提高了约２４－４９％。进一步对各纳流雾化器的精确度（％ＲＳＤ）进行了比较，如表２．３所示。自制纳流雾化器（ｄ－ＮＮ）的精确度与ｎＤＳ－２００ｅ纳流雾化器相近，但明显优于其他纳流雾化器，这再一次说明自制纳流雾化器在ｎＬ／ｍｉｎ的样品提升流速下仍能产生稳定的气溶胶。正是由于可拆卸式纳流雾化器具有良好的精确度和更高的传输效率，使得在样品提升量为５００ｎＬ／ｍｉｎ时所得到的检出限可以与微流量雾化器在５１．ｔＬ／ｍｉｎ时的检出限相媲美。实验得到的低成本可拆卸纳流雾化器在很宽的样品提升量范围内都可实现较高的传输效率，说明其可作为纳升级高效液相色谱与电感耦合等离子质谱联用的无鞘流接口。表２．３各纳流雾化器的精确度比较 …… 此处隐藏：1342字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……