賽默飛ICP-MS:常規分析仍廣泛 前沿領域重拓展

　　電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)技術問世至今已近40年，在三十多年的時間裡，ICP-MS技術迅速發展成為一種應用廣泛且受到高度評價的分析技術。隨著相關應用領域對該技術需求的不斷拓展和應用基礎研究的不斷深化，以及ICP-MS儀器的不斷改進和完善，該技術已進入了成熟階段。在學術交叉和應用方面，ICP-MS滲透到宇宙、環境、物理、化學、生物、醫藥、醫學、食品、材料、核科學與技術等諸多領域，很多成熟的方法已經發展成為標準化的方法。近年來，ICP-MS在貴金屬、類金屬和非金屬元素分析，聯用技術與形態分析，單顆粒和單細胞分析等方面取得了重要的進展，同時也在免疫分析、疾病診斷、藥物篩選、納米分析等方面得到越來越多的應用。

　　就ICP-MS而言，國際上的主要生產商有安捷倫、賽默飛、珀金埃爾默、島津、德國耶拿等，同時國產儀器廠商近年也在積極研製ICP-MS產品，廠商分別有聚光科技、譜育科技、東西分析(原GBC)、鋼研納克、天瑞儀器、衡昇儀器等。為幫助用戶更好地學習、了解ICP-MS技術及應用的最新進展內容，儀器信息網特別策劃了「精進不休：ICP-MS新技術新應用」專題，並邀請到市場上的主流生產商們，請他們談談對ICP-MS技術發展及最新應用進展的看法。本文特別邀請到賽默飛世爾科技色譜與質譜業務全國痕量元素應用經理荊淼及中國區色譜和質譜業務痕量元素分析產品市場經理汪瓊，與她們就ICP-MS技術的發展歷程及應用的發展趨勢等進行了深入交流。

　　賽默飛ICP-MS技術的前世今生

　　1980年美國愛荷華州立大學Robert Samuel Houk教授等在美國分析化學期刊上發表了第一篇ICP-MS的論文(「Inductively Coupled Argon Plasma as an Ion Source for Mass Spectrometric Determination of Trace Elements」)

　　1983年英國VG公司和加拿大SCIEX公司推出第一臺商品化的ICP-MS，後來賽默飛收購了VG公司ICP-MS等的相關業務

　　1994年菲尼根MAT公司推出扇形磁場高分辨質譜——ELEMENT(美國菲尼根和德國MAT公司被賽默飛收購)

　　1998年推出帶有碰撞反應池技術的PQ ExCell

　　1999年推出常規分析扇形磁場 ELEMENT 2,並在2005年推出ELEMENT XR系列，拓展了其動態範圍

　　2001年賽默飛X系列面世，隨後2006年推出性能顯著提升的X SERIES2

　　2012年賽默飛帶來標誌性產品的iCAP系列，推出具有質量篩選功能的四極杆碰撞反應池技術的ICP-MS

　　2016年推出雙四極杆結構、基體耐受性及性能參數提升的iCAP RQ

　　2017年賽默飛的首款三重四極杆iCAP TQ面世

　　截止目前，賽默飛四極杆ICP-MS最新型號有iCAP RQ以及iCAP TQ系列產品;高分辨磁質譜包括ELEMENT2、ELEMENT XR單接收ICP-MS以及NEPTUNE Plus多接收等離子體質譜。

　　就賽默飛主推的iCAP RQ(2016)以及三重四極iCAP TQ(2017)ICP-MS而言，其產品的技術特點分別是：

　　賽默飛iCAP RQ ICP-MS

　　直角正離子偏轉透鏡技術實現分析離子的90度偏轉和聚焦功能，將光子和中性粒子噪音降低，大幅提高分析穩定性;四極杆碰撞反應池QCell Flatapole具有質量篩選功能，結合具有動能歧視效應的氦氣碰撞模式，能夠獲得優異的幹擾消除效果;具有超長點火可靠性的固態射頻發生器;優化接口區域真空性能，提高了整機的靈敏度等。該系統也常與HPLC/IC/GC聯用進行形態價態分析、與氣體導入裝置聯用進行氣體分離分析、與LA聯用進行樣品的原位分析、與場流分離聯用進行納米顆粒等的分析。

　　

賽默飛iCAP TQ ICP-MS

　　iCAP TQ除了iCAP RQ的所有特點外還可進一步對抗基質幹擾，在硬體中增加了第一重四極杆質量分析器(Q1)，同時該質量分析器具有iMS功能設計，與Qtegra軟體結合可以根據被測元素及其所收到幹擾情況的不同，智能設置Q1的解析度水平，達到一個質量數的解析度篩選，以實現待測元素淨化進入碰撞反應池(Q2)中樣品離子束能力的同時保證分析具有更高的靈敏度水平。

　　Single Use系列產品快速發貨

　　中國ICP-MS市場雖然增長非常迅速，但該儀器需取得許可證等因素導致購買流程冗長，加之更換實驗室流程複雜等影響著用戶的購買與使用體驗。賽默飛從用戶需求和採購難點出發，積極推出single use系列ICPMS， 客戶定購single use系列ICPMS不再需要準備大量的申請資料，其發貨周期也從6個月縮短到4周，實驗室搬遷過程中ICPMS也不用額外申請地址更換,隨時能打包運走，該系列的推出為客戶節省了時間成本、提供了便利,並為企業儘快賺取利潤,減少墊資風險。

　　應用分層：常規分析仍廣泛 前沿領域重拓展

　　隨著社會的不斷進步，涉及國計民生的食品安全檢測市場以及環境領域對ICP-MS保持著旺盛的需求。就食品領域而言，隨著相關標準的實施，促進了ICP-MS在食品行業無機實驗室的推廣應用;同時，食物樣品普遍存在高鹽高基體特性，樣品中元素含量也較低，因此，ICP-MS的高靈敏度、耐高鹽、耐有機基體等特點使其得以廣泛應用。此外，近年隨著「氣十條」、 「水十條」、「土十條」等政策的相繼出臺，環境保護成為國家和人民重點關注的行業之一，土壤、水質檢測都是ICP-MS的需求來源，因此也成為主要的需求市場。比如，賽默飛與用戶合作開發研製基於ICP-MS的大氣在線監測裝置，並在上海環保青浦背景站實現了長達兩年的在線大氣監測項目，使環保領域的檢測實現從實驗室走向在線監測。

　　除了常規領域，隨著國家對於半導體晶片製造領域的投資逐年增長，半導體檢測行業呈現蓬勃發展的態勢，而ICP-MS的高靈敏度和去幹擾能力可以滿足其應用的需求。賽默飛也同樣看好此領域，因為半導體行業檢測的元素分析具有低量級的特點，因此賽默飛在iCAP TQ系列的基礎上推出半導體行業專用型產品TQs系列，其檢出限可達到小於1個ppt，同時儀器硬體也特別針對耐有機方面做了相關的設計。

　　隨著臨床領域中微量元素快檢市場的蓬勃發展，質譜作為臨床檢測中逐步興起的高端領域，未來有望為中國IVD市場注入新的活力。ICP-MS的快速、準確、多元素同時測定等優勢也使其在針對元素檢測的臨床應用方面前景廣闊。但目前質譜廠商普遍不具有IVD資質，賽默飛通過努力，即將推出具有IVD資質的ICPMS，同時還會推出基於ICP-MS平臺的臨床檢測方案，推動賽默飛ICP-MS儀器在國內臨床市場的廣泛應用。與賽默飛其它擁有IVD資質的高分辨質譜、液相色譜等產品聯合，賽默飛將會擁有完整的臨床檢測解決方案。

　　在應用開發方面，賽默飛一方面發揮iCAP系列技術優勢致力更高純度的分析研究，另一方面與用戶緊密合作，針對其需求發展各種聯用技術，包括IC-ICP-MS、LA-ICP-MS、LC-ICP-MS、GC-ICP-MS等。賽默飛的Qtegra軟體真正實現與色譜軟體的無縫連接，幫助用戶迅速實現元素形態及價態分析。賽默飛在早期就涉及了植物、動物金屬組學方面的研究，發展從形態分析到原位分析的研究方法，並與高校科研領域用戶合作開展LA-ICP-MS對組織切片樣品的原位分析等。就單細胞/納米顆粒相關研究，賽默飛與歐盟Nanodefine合作，2016年開發了納米顆粒軟體系統。賽默飛關於納米顆粒研究已經長達10多年。單細胞的分析通過特殊的進樣系統前端，專業的Qtegra軟體，實現單細胞及納米顆粒的準確分析，致達到滿足該領域用戶的需求。就生命科學領域轉化/代謝過程中間產物的研究，賽默飛也與用戶單位共同合作開發了方法，2013年與北京協和醫院合作，建立了基於ICP-MS技術快速的尿碘和血清碘測定方法，而此前國家衛生行業標準推薦測定尿碘的方法為砷鈰催化分光光度，其操作複雜、難以適用於臨床大樣本量測定，而賽默飛與協和醫院合作共同建立的方法具有高靈敏度、準確性等優勢，適用於臨床高通量需求，為臨床碘相關疾病的監測及診療提供了方法學基礎。

　　就未來幾年的熱點需求市場，政策以及法規的驅動仍是促進ICP-MS在各領域應用的源動力，相信今後相關行業標準都會慢慢加入ICP-MS方法，並成為未來元素分析的發展趨勢。從用戶性質的角度來看，近年企業及第三方檢測機構用戶的需求急速上升，在政府及事業單位需求保持穩定的情況下，該領域已成為近期市場上比較亮眼的增長點。

採訪編輯：萬鑫

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