儀器信息網訊 2016年6月28-30日,由儀器信息網主辦的第五屆光譜網絡會議(iCS 2016)成功舉辦。其中,6月28日下午以及6月29日全天為原子光譜主題專場。
原子光譜分析是檢測無機元素的最佳方法,對於只要測定元素成分和含量的分析,如工業生產過程中的冶煉爐前分析,地質勘探元素測定,食品安全、環境保護中的重金屬檢測,以及生命科學等領域,原子光譜都是不可替代的分析檢測手段。
就在5月28日,國務院印發了《土壤汙染防治行動計劃》(簡稱「土十條」)。計劃明確指出加強土壤汙染防治,逐步改善土壤環境質量等。土壤重金屬汙染監控是其中重要的一環,也是原子光譜分析技術發揮重要作用的領域。
重金屬同樣給食品安全造成極大隱患。元素在食品中以不同的形態存在,元素對於人體的作用和元素的形態密切相關。所以,對於某些元素,只了解某元素在食品中的總量還是不夠的,還需要了解某元素在食品中的形態組成,目前形態分析已經成為原子光譜分析技術研究的發展方向之一。2016年3月21日,《GB 5009.11-2014 食品安全國家標準 食品中總砷及無機砷的測定》和《GB 5009.17-2014 食品安全國家標準 食品中總汞及有機汞的測定》兩項標準正式實行,使得食品中元素形態分析成為熱點。
同樣,在生物醫藥領域,原子光譜技術也在發揮這重要作用,如,近年來大熱的雷射誘導擊穿光譜(LIBS)技術,具有很大潛力可以從實驗室走向現場進行快速檢測,在中藥製藥工業4.0、中藥製造與QbD、質量科學決策與風險管控及工程系統工程等方面具有廣泛應用前景。
所以,iCS 2016又進一步將原子光譜主題專場細分為食品、生物/醫藥、環境三個分會場,針對三個領域的熱門需求進行了解析。
肖亞兵老師首先介紹了各國食品標準中對不同食品中各種形態砷的限量規定,其次介紹了砷形態檢測方法。化學分離技術與元素檢測技術聯用是目前砷形態分析最常用的方法,主要有兩種:LC-AFS和LC-ICP-MS。LC-ICP-MS雖然靈敏度高,但價格高、檢測成本高、操作複雜、易受基質幹擾。
LC-AFS雖然靈敏度較低,但價格低、檢測成本低、操作複雜程度低、不易受基質幹擾。最後,肖老師從原理和應用實例兩方面對LC-AFS分析食品中砷形態進行了詳細的講解。
何洪巨研究員以「蔬菜水果中礦物質與重金屬分析」為題,從果蔬營養與健康、果蔬礦物質重金屬特性、果蔬樣品採集與前處理技術、果蔬礦物質重金屬分析技術和果蔬礦物質重金屬研究實例等五個方面,向聽會觀眾全方位介紹了蔬菜水果礦物質重金屬分析的重要性,以及相關樣品前處理和分析技術。何研究員在報告中指出,重金屬的傳統分析方法(原子螢光光度法、電感耦合等離子體質譜法、電感耦合等離子發射光譜法等)在果蔬礦物質重金屬的分析應用方面比較成熟,但是其所需儀器價格昂貴,攜帶不方便。
隨著電子技術、信息技術和遙感技術的發展,新興檢測重金屬的方法(如:雷射誘導擊穿光譜技術(LIBS)、酶分析法、傳感器法、免疫分析法、固體直接進樣等)不斷湧現,它們具有輕便、操作簡單、靈敏度高等優點,特別是生物傳感器的發展,為實現在線連續檢測技術的應用提供了可能。但這些新方法檢測結果重現性和穩定性不夠理想。何研究員認為,未來重金屬檢測技術的發展應該向所需設備簡單易攜帶、靈敏度高且穩定性強、檢測結果重現性好、所需成本低的方向發展,並且應該著重致力於連續在線監測技術的研究。
生物微量元素在生物體內含量低,但 作用巨大,廣泛參與血清及細胞中各種生理過程。金屬組學是研究細胞、器官或生物組織中所有的游離金屬離子和金屬結合分子的形態、濃度、時空分布、生物功能,以及與基因組、蛋白質組和代謝組之間的聯繫的科學。
元素成像具有非常重要的作用,微量元素成像的方法有:X射線螢光(XRF)、同步輻射X射線螢光 (SRXRF)、雷射誘導擊穿光譜(LIBS)、二次離子質譜(SIMS)及雷射燒蝕-電感耦合等離子體質譜(LA/ICP-MS)等。LA/ICP-MS 是一種新的元素成像方法,可以提供低至單個細胞的解析度,同時,元素標記與免疫技術結合,可以得到分子成像信息,可用於定量單個細胞中的納米顆粒。王萌介紹了LA/ICP-MS在單細胞納米金定量分析和阿爾茲海默病模型鼠腦中元素分布的應用案例。
微區分析的分析區域橫線限度小於100微米量級。中藥質量微區分析是研究微米納米尺度下中藥質量評價的理論、方法及技術的交叉領域,可用於中藥化學、中藥鑑定及中藥製藥,以保證藥品的安全、有效、均一及穩定。中藥中的元素具有生理活性,且元素與藥材的產地息息相關,雷射誘導擊穿光譜(LIBS)具有快速、綠色、多元素分析及近乎無損的優點,非常適合用於中藥真偽鑑別、道地性檢查及製藥過程分析。中藥微區分析的內容包括元素組成分析、元素定量分析、時序分析及元素分布分析。
針對這些研究內容,吳志生教授分別介紹了四種珍寶藏藥的微區元素組成分析、安宮牛黃丸元素定量分析、安宮牛黃丸混合過程中硃砂和雄黃混合終點判斷以及燈芯草中四種元素微區分布分析。分析化學飛速發展,從靜態分析到快速動態分析,從破壞試樣分析到無損分析,從離線分析到在線分析,LIBS在中藥製藥工業4.0、中藥製造與QbD、質量科學決策與風險管控及工程系統工程等方面具有廣泛應用前景。
隨著環境化學研究的深入,單純的元素總量分析已不能滿足研究的需求,因為元素存在的形態不同,其物理、化學性質和生物活性不同。目前形態分析常用的聯用技術為色譜分離與檢測器聯用,分離技術包括氣相色譜、高效液相色譜和毛細管電泳,檢測技術包括原子吸收光譜、原子螢光光譜、原子發射光譜和等離子體質譜,而毛細管電泳與等離子體質譜的聯用結合了兩者的優點,具有高選擇性和高靈敏度,樣品用量少,快速檢測的特點。
何濱老師介紹其課題組建立的CE-ICP-MS聯用方法,此方法建立的關鍵是接口技術,接口應滿足毛細管出口端與接口處的電連接、流速匹配、樣品進樣效率等條件。經過對以前接口的分析和改進,何濱老師團隊設計了新型的CE-MS噴霧針作為CE-ICP-MS聯用系統的接口,具有樣品霧化效率高,死體積低,分離度好等優勢。最後,何濱老師介紹了此方法的三個應用:分離檢測了10種砷化合物,同時進行砷、硒形態分析,鑑定、表徵納米材料粒徑。
由於土壤樣品和沉積物樣品的基質比較接近,很多土壤樣品的前處理方法直接或者稍加改進便可用於沉積物樣品的分析。許俊玉老師從樣品製備和樣品分析兩方面講解了土壤沉積物中重金屬分析的應用。樣品製備包括樣品粉碎和樣品前處理兩階段,樣品粉碎步驟包括風乾、粉碎、過篩、縮分和編號,樣品前處理方法包括直接粉末進樣法、敞開酸溶分解法、密閉酸溶分解法、熔融分解法、火試金法和微波溶樣。
原子光譜技術有多種,目前發射光譜在銀、硼、錫的檢測中方便快捷,AFS在砷、銻、鉍、汞、硒、碲等主要檢測手段,ICP-AES、XRF主要用於樣品中主次成分及一些微量元素的分析,ICP-MS則承擔著大多數痕量、超痕量的分析,尤其是稀土、鉑族元素的同時、快速、準確等方法發揮了不可替代的作用。徐老師還針對各種分析方法進行了實例講解。
此次論壇還得到了眾多儀器廠商的支持,其儀器專家紛紛介紹了原子光譜相關的產品和具體應用。
海光儀器的逯玉鳳和吉天儀器的秦德元的報告均聚焦於食品中砷汞的形態分析,對LC-ICP-MS的運行條件、分析過程影響因素和分析過程中注意事項進行了詳細的講解。島津公司梁棟在聚焦於島津公司投放中國市場的第一款島津GC-MS產品——ICPMS-2030,詳細介紹了產品優勢和在食品領域和環保領域的應用。
賽默飛應用工程師王豔萍根據藥典的規定,對無機光譜技術在傳統中藥和現代西藥分析中的應用進行了詳細總結和分析,上海光譜邱靜繁則以血清為樣品,詳細介紹了微量進樣-火焰原子吸收法在測定重金屬方法的優勢、測試條件以及測試效果。
耶拿和珀金埃爾默均以土壤檢測為主題,耶拿公司的楊靜以」土壤環境監測技術規範「中的技術難點為出發點,詳細介紹了耶拿公司多款原子吸收儀和ICPMS的技術優勢和應用優點。珀金埃爾默的謝茂針對土壤樣品前處理的費時費力,重點介紹了公司新推出的微波消解儀,並以AAS和ICPMS為例,介紹與新款微波消解儀聯用的分析結果。安捷倫公司的歐陽昆介紹了其新一代ICP-OES產品:5100 ICP-OES。重點介紹其技術要點和應用優勢。
本次會議的一大亮點就是觀眾的積極互動。會議直播過程中,不斷有聽眾通過語音或者留言板向老師提問,希望老師對自己工作中遇到的問題進行指導,在報告結束之後老師對大家的問題均進行了耐心回答,平均每個分論壇均有30個左右的提問,而且有不少參會者索要報告老師的聯繫方式希望得到進一步的交流。
相較於傳統的線下學術會議,iCS讓學術交流不再受地域、場地的限制,提高效率的同時,還節省了參會的時間和資金成本,讓大家足不出戶便能聆聽到專家的精彩報告,得到了眾多網友的支持。
感謝以下廠商對本屆原子光譜專場網絡會議的大力支持(排名不分前後):