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引言：生物樣品中的痕量元素分析為臨床研究和法醫(yī)毒理研究提供了重要支撐依據(jù)。臨床研究領(lǐng)域中痕量元素分析的一個(gè)引人關(guān)注的例子是探索人體中鈦基人工骨和牙種植體的降解。隨著近對(duì)二氧化鈦潛在致癌性的研究，人體內(nèi)鈦的終去向受到越來越多臨床研究的重視。因此需要建立穩(wěn)健的分析方法，以滿足不同生物樣品比如人體體液和組織中鈦的定性和定量分析的需求。但是建立生物樣品中的全元素分析方法是具有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)殁佋谶@些類型樣品中的含量低，且單四極桿 ICP-MS 不能消除潛在的同量異位素干擾。 ICP-MS 技術(shù)的進(jìn)步帶來了三重四極桿（TQ）ICP-MS 儀器，既滿足靈敏度的需求，也能夠消除多原子干擾和同量異位素干擾。本文重點(diǎn)介紹一種穩(wěn)健的方法，采用 Thermo ScientificTM iCAPTM TQ ICP-MS 來分析人血清參考標(biāo)準(zhǔn)樣品中的鈦和其它痕量元素。

樣品制備：取參考標(biāo)準(zhǔn)樣品（SeronormTM Trace Elements in Serum L-1 和 L-2，SERO，挪威）和一定體積人尿液置于清洗過（在 2% 的稀硝酸中浸泡 72 小時(shí)，然后用超純水沖洗干凈）的聚丙烯容器中，用稀硝酸（0.5% m/m Fisher Scientific）和四甲基氫氧化銨（TMAH，2% m/m SIGMA-ALDRICH）的水溶液（超純水，18 M? cm）按照 10 倍重量比稀釋。標(biāo)準(zhǔn)空白、系列標(biāo)準(zhǔn)溶液和一個(gè)質(zhì)控（QC）樣需經(jīng)過相同的步驟，用單元素標(biāo)準(zhǔn)（SPEX CertiPrep）代替參考標(biāo)準(zhǔn)樣品。表 1 列舉了元素及終濃度。所有的樣品和標(biāo)準(zhǔn)均加入混合內(nèi)標(biāo)溶液（含 10 µg•L-1 Ge，Y， Rh，Te 和 Bi）

儀器：iCAP TQ ICP-MS 的三重四極桿改進(jìn)了消除干擾的效果，本文將它與單四極桿（SQ）ICP-MS 進(jìn)行比較。第yi級(jí)四極桿（Q1）去除所有不需要的離子，比如可能在碰撞 / 反應(yīng)池（CRC）中形成干擾的前級(jí)離子。第二級(jí)四極桿（Q2）通過適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)氣來選擇性地改變干擾物或目標(biāo)元素的質(zhì)量數(shù)。

第三級(jí)四極桿（Q3）分離出產(chǎn)物離子，通過第二級(jí)的質(zhì)量過濾器去除所有殘留的干擾，實(shí)現(xiàn)無干擾分析。在本分析方法中，采用 TQ mass shift 模式檢測目標(biāo)元素鈦（見圖 1）。在 Q2 階段，鈦與氨氣（NH3）反應(yīng)生成 m/z 114 的（48Ti（NH3）3NH）離子簇。

Qtegra ISDS 軟件的方法開發(fā)助手 Reaction Finder 能夠自動(dòng)為每個(gè)元素選擇模式。本文選用了多種分析模式測量鈦，與 TQ mass shift 模式的消除干擾效果進(jìn)行比較：

SQ-KED — 單四極桿模式，純氦氣作為碰撞氣，應(yīng)用動(dòng)能歧視（KED），無 Q1 過濾，Q3 質(zhì)量設(shè)置為 48

SQ-NH3 — 單四極桿模式，NH3 作為反應(yīng)氣，無 Q1 過濾，Q3 產(chǎn)物離子質(zhì)量設(shè)置為 114

TQ- NH3 — 三重四極桿模式，NH3 作為反應(yīng)氣，Q1 質(zhì)量設(shè)置為 48，Q3 產(chǎn)物離子質(zhì)量設(shè)置為 114 

每個(gè)元素基于質(zhì)量數(shù)相近原則分配合適的內(nèi)標(biāo)元素，表 3 列舉了各元素采用的測量模式和選定的內(nèi)標(biāo)元素。

結(jié)果：由于 48Ti 元素受到 48Ca 的同量異位素重疊，還受到 SO+ 、 POH+ 的多原子干擾，所以生物樣品中的鈦元素分析尤其具有挑戰(zhàn)性。為評(píng)估消除干擾的效果，采用三種不同的測量模式（SQ-KED、SQ-NH3 或 TQ-NH3）來分析同一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)樣品（CRM）。表 4 列舉了每種模式下，血清 L-1 和 L-2 兩個(gè)樣品中的鈦測定濃度。TQ-NH3 模式的測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品的參考值為接近，因此 Reaction Finder 方法開發(fā)助手自動(dòng)選擇了這種模式來進(jìn)行分析。 

為了驗(yàn)證本方法對(duì)消除干擾的改進(jìn)，研究了樣品中鎘對(duì)鈦測定的影響。采用 TQ-NH3 模式分析一個(gè)被稀釋十倍的尿樣和一個(gè) 10 mg • L-1 Cd 標(biāo)液，并記錄質(zhì)譜圖?？梢钥闯?， 10 倍稀釋的尿樣產(chǎn)生了一個(gè)典型的 Ti（NH3）3X+ 簇所對(duì)應(yīng)指紋譜（圖 2）。采用相同儀器參數(shù)和測量模式分析得到的 10 mg • L-1 Cd 標(biāo)液所得譜圖（圖 3）中并未發(fā)現(xiàn) Cd 質(zhì)譜峰（僅有少量血清分析的殘留信號(hào)），說明 Cd 被 Q1 消除掉，本方法能夠防止樣品中任何痕量 Cd 對(duì)m/z 質(zhì)荷比為 114 的 Ti 測定產(chǎn)生干擾。

表 5 列舉了血清 CRMs 中多元素分析的結(jié)果?？梢钥闯觯瑴y定的濃度值與參考值具有很好的一致性。這些元素的濃度范圍廣，從亞 ppb 級(jí)到百分比含量，顯示了 iCAP TQ ICP-MS 動(dòng)態(tài)范圍的重要性。經(jīng)相同步驟分析尿樣，也測得了尿液中元素的典型濃度值。

標(biāo)準(zhǔn)空白溶液平行測定 10 次所得標(biāo)準(zhǔn)偏差的 3 倍，對(duì)應(yīng)的濃度定義為檢出限（LOD）。各元素的 LOD 乘以稀釋倍數(shù)（1:10）則為對(duì)應(yīng)的方法檢出限（MDL）（見表 5）。所有目標(biāo)元素的 LODs 均遠(yuǎn)低于臨床研究樣品中測得的終濃度值。

結(jié)論：Thermo Scientific iCAP TQ ICP-MS 為生物樣品中的痕量元素分析提供的性能，使之成為臨床研究的理想工具。鈦?zhàn)鳛榻饘偬娲y關(guān)節(jié)種植體的常見成分，其降解的研究尤為關(guān)鍵，但很難采用 SQ ICP-MS 準(zhǔn)確分析鈦含量。iCAP TQ ICP-MS 具備強(qiáng)大的三重四極桿技術(shù)，其的分析性能滿足了復(fù)雜樣品中鈦和其它痕量元素高靈敏和準(zhǔn)確分析的需求。同時(shí)，Reaction Finder 工具能夠?qū)Ω信d趣的元素自動(dòng)選擇測定方法，使方法建立變得簡單快捷。