赛默飞ICP-MS:常规分析仍广泛 前沿领域重拓展
栏目:公司新闻 发布时间:2019-07-16 17:03

  电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术问世至今已近40年,在三十多年的时间里,ICP-MS技术迅速发展成为一种应用广泛且受到高度评价的分析技术。随着相关应用领域对该技术需求的不断拓展和应用基础研究的不断深化,以及ICP-MS仪器的不断改进和完善,该技术已进入了成熟阶段。在学术交叉和应用方面,ICP-MS渗透到宇宙、环境、物理、化学、生物、医药、医学、食品、材料、核科学与技术等诸多领域,很多成熟的方法已经发展成为标准化的方法。近年来,ICP-MS在贵金属、类金属和非金属元素分析,联用技术与形态分析,单颗粒和单细胞分析等方面取得了重要的进展,同时也在免疫分析、疾病诊断、药物筛选、纳米分析等方面得到越来越多的应用。

  就ICP-MS而言,国际上的主要生产商有安捷伦、赛默飞、珀金埃尔默、岛津、德国耶拿等,同时国产仪器厂商近年也在积极研制ICP-MS产品,厂商分别有聚光科技、谱育科技、东西分析(原GBC)、钢研纳克、天瑞仪器、衡昇仪器等。为帮助用户更好地学习、了解ICP-MS技术及应用的最新进展内容,网特别策划了“精进不休:ICP-MS新技术新应用”专题,并邀请到市场上的主流生产商们,请他们谈谈对ICP-MS技术发展及最新应用进展的看法。本文特别邀请到赛默飞公司的相关负责人,与她们就ICP-MS技术的发展历程及应用的发展趋势等进行了深入交流。

  赛默飞ICP-MS技术的前世今生

  1980年美国爱荷华州立大学Robert Samuel Houk教授等在美国分析化学期刊上发表了第一篇ICP-MS的论文(“Inductively Coupled Argon Plasma as an Ion Source for Mass Spectrometric Determination of Trace Elements”)

  1983年英国VG公司和___SCIEX公司推出第一台商品化的ICP-MS,后来赛默飞收购了VG公司ICP-MS等的相关业务

  1994年菲尼根MAT公司推出扇形磁场高分辨质谱——ELEMENT(美国菲尼根和德国MAT公司被赛默飞收购)

  1998年推出带有碰撞反应池技术的PQ ExCell

  1999年推出常规分析扇形磁场 ELEMENT 2,并在2005年推出ELEMENT XR系列,拓展了其动态范围

  2001年赛默飞X系列面世,随后2006年推出性能显著提升的X SERIES2

  2012年赛默飞带来标志性产品的iCAP系列,推出具有质量筛选功能的四极杆碰撞反应池技术的ICP-MS

  2016年推出双四极杆结构、基体耐受性及性能参数提升的iCAP RQ

  2017年赛默飞的首款三重四极杆iCAP TQ面世

  截止目前,赛默飞四极杆ICP-MS最新型号有iCAP RQ以及iCAP TQ系列产品;高分辨磁质谱包括ELEMENT2、ELEMENT XR单接收ICP-MS以及NEPTUNE Plus多接收等离子体质谱。

  就赛默飞主推的iCAP RQ(2016)以及三重四极iCAP TQ(2017)ICP-MS而言,其产品的技术特点分别是:

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  赛默飞iCAP RQ ICP-MS

  直角正离子偏转透镜技术实现分析离子的90度偏转和聚焦功能,将光子和中性粒子噪音降低,大幅提高分析稳定性;四极杆碰撞反应池QCell Flatapole具有质量筛选功能,结合具有动能歧视效应的氦气碰撞模式,能够获得优异的干扰消除效果;具有超长点火可靠性的固态射频发生器;优化接口区域真空性能,提高了整机的灵敏度等。该系统也常与HPLC/IC/GC联用进行形态价态分析、与气体导入装置联用进行气体分离分析、与LA联用进行样品的原位分析、与场流分离联用进行纳米颗粒等的分析。

  

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赛默飞iCAP TQ ICP-MS

  iCAP TQ除了iCAP RQ的所有特点外还可进一步对抗基质干扰,在硬件中增加了第一重四极杆质量分析器(Q1),同时该质量分析器具有iMS功能设计,与Qtegra软件结合可以根据被测元素及其所收到干扰情况的不同,智能设置Q1的分辨率水平,达到一个质量数的分辨率筛选,以实现待测元素净化进入碰撞反应池(Q2)中样品离子束能力的同时保证分析具有更高的灵敏度水平。

  Single Use系列产品快速发货

  中国ICP-MS市场虽然增长非常迅速,但该仪器需取得许可证等因素导致购买流程冗长,加之更换实验室流程复杂等影响着用户的购买与使用体验。赛默飞从用户需求和采购难点出发,积极推出single use系列ICPMS, 客户定购single use系列ICPMS不再需要准备大量的申请资料,其发货周期也从6个月缩短到4周,实验室搬迁过程中ICPMS也不用额外申请地址更换,随时能打包运走,该系列的推出为客户节省了时间成本、提供了便利,并为企业尽快赚取利润,减少垫资风险。

  应用分层:常规分析仍广泛 前沿领域重拓展

  随着社会的不断进步,涉及国计民生的食品安全检测市场以及环境领域对ICP-MS保持着旺盛的需求。就食品领域而言,随着相关标准的实施,促进了ICP-MS在食品行业无机实验室的推广应用;同时,食物样品普遍存在高盐高基体特性,样品中元素含量也较低,因此,ICP-MS的高灵敏度、耐高盐、耐有机基体等特点使其得以广泛应用。此外,近年随着“气十条”、 “水十条”、“土十条”等政策的相继出台,环境保护成为国家和人民重点关注的行业之一,土壤、水质检测都是ICP-MS的需求来源,因此也成为主要的需求市场。比如,赛默飞与用户合作开发研制基于ICP-MS的大气在线监测装置,并在上海环保青浦背景站实现了长达两年的在线大气监测项目,使环保领域的检测实现从实验室走向在线监测。

  除了常规领域,随着国家对于半导体芯片制造领域的投资逐年增长,半导体检测行业呈现蓬勃发展的态势,而ICP-MS的高灵敏度和去干扰能力可以满足其应用的需求。赛默飞也同样看好此领域,因为半导体行业检测的元素分析具有低量级的特点,因此赛默飞在iCAP TQ系列的基础上推出半导体行业专用型产品TQs系列,其检出限可达到小于1个ppt,同时仪器硬件也特别针对耐有机方面做了相关的设计。

  随着临床领域中微量元素快检市场的蓬勃发展,质谱作为临床检测中逐步兴起的高端领域,未来有望为中国IVD市场注入新的活力。ICP-MS的快速、准确、多元素同时测定等优势也使其在针对元素检测的临床应用方面前景广阔。但目前质谱厂商普遍不具有IVD资质,赛默飞通过努力,即将推出具有IVD资质的ICPMS,同时还会推出基于ICP-MS平台的临床检测方案,推动赛默飞ICP-MS仪器在国内临床市场的广泛应用。与赛默飞其它拥有IVD资质的高分辨质谱、液相色谱等产品联合,赛默飞将会拥有完整的临床检测解决方案。

  在应用开发方面,赛默飞一方面发挥iCAP系列技术优势致力更高纯度的分析研究,另一方面与用户紧密合作,针对其需求发展各种联用技术,包括IC-ICP-MS、LA-ICP-MS、LC-ICP-MS、GC-ICP-MS等。赛默飞的Qtegra软件真正实现与色谱软件的无缝连接,帮助用户迅速实现元素形态及价态分析。赛默飞在早期就涉及了植物、动物金属组学方面的研究,发展从形态分析到原位分析的研究方法,并与高校科研领域用户合作开展LA-ICP-MS对组织切片样品的原位分析等。就单细胞/纳米颗粒相关研究,赛默飞与欧盟Nanodefine合作,2016年开发了纳米颗粒软件系统。赛默飞关于纳米颗粒研究已经长达10多年。单细胞的分析通过特殊的进样系统前端,专业的Qtegra软件,实现单细胞及纳米颗粒的准确分析,致达到满足该领域用户的需求。就生命科学领域转化/代谢过程中间产物的研究,赛默飞也与用户单位共同合作开发了方法,2013年与北京协和医院合作,建立了基于ICP-MS技术快速的尿碘和血清碘测定方法,而此前国家卫生行业标准推荐测定尿碘的方法为砷铈催化分光光度,其操作复杂、难以适用于临床大样本量测定,而赛默飞与协和医院合作共同建立的方法具有高灵敏度、准确性等优势,适用于临床高通量需求,为临床碘相关疾病的监测及诊疗提供了方法学基础。

  就未来几年的热点需求市场,政策以及法规的驱动仍是促进ICP-MS在各领域应用的源动力,相信今后相关行业标准都会慢慢加入ICP-MS方法,并成为未来元素分析的发展趋势。从用户性质的角度来看,近年企业及第三方检测机构用户的需求急速上升,在政府及事业单位需求保持稳定的情况下,该领域已成为近期市场上比较亮眼的增长点。

采访编辑:万鑫

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