CN105223263B - 一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法，所述检测平台包括：将所述生物样品冷冻至固态的制冷系统；对冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀的激光剥蚀系统；以及用于将激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶载入到等离子体中电离化、并检测所述生物样品中的痕量元素含量的电感耦合等离子体质谱系统。

Description

一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法

技术领域

本发明属于生物材料的元素检测领域，具体涉及一种适合采用LA-ICP-MS法测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法。

背景技术

电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)问世至今已有25年。在二十多年的时间里，其迅速发展成一种应用广泛且受到高度评价的分析技术。全球已有数千台ICP-MS作为常规分析手段，装备在不同研究领域的实验室。随着仪器自身的发展与完善，其在痕量、超痕量元素分析上显示出得天独厚的能力。

传统分析生物样品中痕量元素的方法采用的是经典湿法消解、微波消解、或者是高压消解罐进行消解，其原理是利用硝酸或者双氧水的强氧化性对生物样品的分子链进行破坏，使其溶解成溶液，再进入ICP-MS进行检测。此类方法通常对样品的数量有较高的要求，一般消解样品最少在0.1g左右。并且，在消解过程中也会引入不必要的杂质元素。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术(LA-ICP-MS)是一种固体样品直接引入技术，其基本原理是将激光微束聚焦于样品表面使之溶蚀汽化，由载气将蚀刻下来的微粒载入到等离子体中电离，再经质谱系统分析检测。作为一种适用于多种类型固体样品的引入方法，与干扰少、灵敏度高的电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)联用，开拓了质谱分析技术的新领域。

该LA-ICP-MS技术其具有如下优点：(1)原位、实时、快速的分析优势；灵敏度高、空间分辨率较好的特点。(2)可分析的样品范围十分广阔，几乎所有的样品均能够被激光器所剥蚀。(3)固体样品可以不用分解直接测定，提高进样效率。(4)可以采取不同方式的分析，比如微区分析、整体分析或者探针分析。(5)对样品几乎没有要求。上述固体样品直接引入技术(即固体进样法)减少了繁琐的样品制备过程，不仅省时且可减少污染的可能，避免了溶液制备中的稀释效应，对降低检出限有利，而引入等离子体的干气溶胶使得质谱干扰较溶液法更少。

但是，以往LA-ICP-MS法在分析过程中多采用固体标样，或者采用溶液标样进行校正，固体标样在制备过程中采用粉末压片，熔融烧结等工艺，而对于生物样品则没有很好的标准制备方法。由于激光剥蚀过程中的重复性、固体样品的均匀性、固体样品本身的物理性质和表面状态、元素的分馏效应等严重影响着分析结果的准确性和精密度。因此，如何通过LA-ICP-MS法准确测定生物样品中痕量元素的含量，为该领域的研究热点之一。

发明内容

本发明旨在克服传统湿法分解手段中检测步骤繁琐、及现有LA-ICP-MS法中的标准样品制备的问题，本发明提供了一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法，从而可快速而准确地测定生物样品中的痕量元素。

本发明的一方面提供了一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台，所述检测平台包括：将所述生物样品冷冻至固态的制冷系统；对冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀的激光剥蚀系统；以及用于将激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶载入到等离子体中电离化、并检测所述生物样品中的痕量元素含量的电感耦合等离子体质谱系统。

本发明提供的检测平台，能够有效地将生物样品快速冷冻至固态，得到适合在LA-ICP-MS法中使用的固体标样，而且在检测过程中没有引入任何化学试剂，环保高效，有利于后续检测工序的开展。本发明的检测平台结构简单，使用方便，制冷迅速，可快速测定生物样品中痕量元素的含量。

在本发明中，所述制冷系统包括：存放生物样品用的样品槽；在顶部具有开口且容纳至少一个所述样品槽的壳体；能够封住所述开口且允许所述激光剥蚀系统发出的激光穿透的盖体；用于冷冻生物样品并进行保温的制冷单元；以及用于测量所述生物样品的温度的测温单元。

本发明提供的壳体可以同时容纳多个样品槽，可以同时经由制冷单元将多个样品进行冷冻并保温，有利于后续样品检测、校准步骤的迅速开展，提高了检测的速度。通过盖体可与壳体完全密封，形成密闭空腔，并且激光剥蚀系统发出的激光可穿透盖体，对容纳于壳体中的冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀，从而得到后续以LA-ICP-MS法进行检测的气溶胶。并且，通过设置测温单元可有利于控制制冷单元以对冷冻后的生物样品进行保温。

在本发明中，所述制冷单元具备用于向所述壳体内提供制冷介质以冷冻生物样品的制冷管路和根据所述测温单元检测到的温度控制所述制冷管路中的制冷介质的流速的流量控制构件。

本发明中使用向壳体内提供制冷介质以冷冻生物样品的制冷管路和根据上述测温单元检测到的温度控制制冷管路中的制冷介质的流速的流量控制构件，以便有效地冷冻生物样品并进行保温。优选地，制冷介质可以是氮气，从而可以更快速地制冷。

在本发明中，所述制冷管路包括分别设于所述壳体的侧壁上的制冷介质入口部和制冷介质出口部、以及连接于所述制冷介质入口部和制冷介质出口部之间并设置于所述壳体内的用于载置所述样品槽的管体；且所述流量控制构件设于所述制冷介质入口部。

根据本发明，从制冷介质入口部流入的作为制冷源的制冷介质流经设于壳体内的管体后从制冷介质出口部流出。从而可通过在管体内流通的制冷介质有效地对载置于该管体上的样品槽中的生物样品进行冷冻。并且，通过设置于制冷介质入口部的流量控制构件可有效地基于上述测温单元测得的温度对流入壳体内的制冷介质的流速进行控制，以有利于对冷冻后的生物样品进行保温。优选地，上述管体可以形成为M型，从而可以更均匀地制冷。

在本发明中，所述测温单元包括与所述样品槽相连的测温仪。

根据本发明，可通过与样品槽相连的测温仪有效地检测样品槽中的生物样品的温度，有利于实现保温功能。优选地，该测温仪可以是与样品槽相连的测温电阻。

在本发明中，所述电感耦合等离子体质谱系统具备用于对所述壳体内的生物样品提供载气的载气管路以及与所述载气管路相连的电感耦合等离子体质谱仪。

根据本发明，通过载气管路可向壳体内的生物样品提供载气，以使激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶由载气载入到等离子体中电离化，以进行后续检测。

在本发明中，所述载气管路包括分别设于所述壳体的侧壁上的载气入口部和载气出口部，所述载气入口部与载气供给源相连，且所述载气出口部与所述电感耦合等离子体质谱仪相连。

本发明中，载气管路包括分别设于壳体的侧壁上的载气入口部和载气出口部，所载气入口部与载气供给源相连以向壳体内提供载气，载气出口部与电感耦合等离子体质谱仪相连以向后者提供由载气载入的生物样品的气溶胶。即、在激光剥蚀完毕后，向壳体内通入载气，由载气将剥蚀得到的气溶胶带入电感耦合等离子体质谱仪，以进行后续检测。进一步简化了检测方法，确保检测结果的准确性。优选地，该载气例如可以是氦气、氩气之类的惰性气体。更优选地，该载气可以是氦气和氩气的混合气体。

本发明还提供了一种使用上述检测平台的检测方法，包括：

(1)将经由制冷系统冷冻至固态的生物样品和标准溶液，通过激光剥蚀系统进行激光剥蚀处理，分别形成生物样品和标准溶液的气溶胶；

(2)通过电感耦合等离子体质谱系统将步骤(1)中获得的所述气溶胶载入到等离子体中电离后进行检测，直接得到所述生物样品和标准溶液的离子强度值，根据所述标准溶液的离子强度值得到所述标准溶液的关于离子强度值-浓度的校准曲线，并根据从所述校准曲线得到的关系式用所述生物样品的离子强度值换算得到所述生物样品中的痕量元素的含量。

在本发明的方法中，由于使用了上述检测平台，可以快速地将生物样品和标准溶液冷冻至固态，再利用激光剥蚀系统和电感耦合等离子体质谱系统对标准溶液和生物样品进行测试，以标准溶液作为定量依据对生物样品进行定量分析。由于是在统一的低温状态下同时分析标样和样品，可确保数据的稳定性、提高数据的准确性，从而可快速而准确地得到生物样品中痕量元素的测量值，且克服了传统湿法分解手段中检测步骤繁琐、及现有LA-ICP-MS法中的标准样品制备的问题。

在本发明中，在所述步骤(1)中，所述激光剥蚀系统采用线扫描剥蚀模式，且所述激光剥蚀系统发出的激光的波长为213mm，脉冲频率为20Hz，剥蚀孔径为15～200μm，剥蚀时间为15～200秒。

通过上述激光剥蚀系统的参数的选择，可以有效地经过激光剥蚀而得到生物材料的气溶胶。

在本发明中，在所述步骤(2)中，所述电感耦合等离子体质谱系统以跳峰的时间分辨模式采集数据，且在所述电感耦合等离子体质谱系统中，RF功率为1000w，采样深度为9mm，工作气体为氩气，等离子体气流量为15.0L/分钟，载气流量为1.4L/分钟，数据采集时间为120秒，积分时间为60秒。

通过上述电感耦合等离子体质谱系统的参数的选择，可以有效地对经过激光剥蚀而得到的生物材料的气溶胶进行检测。

本发明的有益效果：

在制冷源的制冷作用下将生物样品以及标准溶液快速凝结成固态，从而对样品进行快速准确的定量分析。制冷系统结构简单，使用方便，制冷迅速，且低温保持恒定。而且放置多片样品槽能够在同一时间内分析多组样品和标准溶液。在统一的低温状态下同时分析标样和样品，确保数据的稳定性、提高数据的准确性。此方法解决了传统消解法分析生物样品中操作步骤繁琐的问题，并且不引入任何化学试剂，更为环保高效，而且解决了样品制备时的试剂空白过高的问题，提高了检测灵敏度。此方法也解决了以往LA-ICP-MS分析中难以制备固体标样的问题，相比传统的LA固体标样制备，溶液标样制备更为简单、快速、准确。标样的均匀性也得到了最大程度的保证。而且在壳体中可以充入各种载气，减少多原子粒子的干扰。

附图说明

图1示出了根据本发明的一实施形态的用于测定生物样品中痕量元素的检测平台的制冷系统的示意图；

图2为图1所示的制冷系统中使用的样品槽的示意图；

图3为图1所示的制冷系统中使用的制冷单元的示意图；

图4为采用本发明的用于测定生物样品中痕量元素的检测平台进行检测的实施例中制得的校准曲线。

具体实施方式

以下结合附图及下述具体实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式和/或附图仅用于说明本发明，而非限制本发明。

根据本发明的一方面提供了一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台，所述检测平台包括：将所述生物样品冷冻至固态的制冷系统；对冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀的激光剥蚀系统；以及用于将激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶载入到等离子体中电离化、并检测所述生物样品中的痕量元素含量的电感耦合等离子体质谱系统。

本发明提供的检测平台，能够有效地将生物样品快速冷冻至固态，得到适合在LA-ICP-MS法中使用的固体标样，而且在检测过程中没有引入任何化学试剂，环保高效，有利于后续检测工序的开展。本发明的检测平台结构简单，使用方便，制冷迅速，可快速测定生物样品中痕量元素的含量。

图1示出了根据本发明的一实施形态的用于测定生物样品中痕量元素的检测平台的制冷系统的示意图；图2为图1所示的制冷系统中使用的样品槽的示意图。如图1和图2所示，该制冷系统包括：存放生物样品用的样品槽6；在顶部具有开口且容纳至少一个样品槽6的壳体2；能够封住所述开口且允许激光剥蚀系统发出的激光穿透的盖体1；用于冷冻生物样品并进行保温的制冷单元；以及用于测量所述生物样品的温度的测温单元。该激光剥蚀系统可以是现有技术中常用的激光剥蚀系统，在此省略其结构的详细描述。

在上述壳体2中可以同时容纳多个样品槽6，可以同时经由制冷单元将多个样品进行冷冻并保温。通过盖体1可与壳体2完全密封，形成密闭空腔，例如在图1所示的实施形态中形成为正方体状的密闭空腔。并且激光剥蚀系统发出的激光可穿透盖体1，对容纳于壳体2中的冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀，从而得到后续以LA-ICP-MS法进行检测的气溶胶。并且，通过设置测温单元可有利于控制制冷单元以对冷冻后的生物样品进行保温。

具体地，上述壳体2采用耐低温、高强度的不锈钢材料制备，能够耐受-50℃左右的低温且不变形。上述盖体1的材质为通透无气泡的石英玻璃，该石英玻璃材料允许激光能量穿过而不迅速衰减，并聚焦到生物材料样品表面。

此外，上述样品槽6的材质可以是两面抛光的氮化铝陶瓷，且在该样品槽6的一面加工出光滑的凹陷的槽体7，用来放置生物样品或者标准溶液。氮化铝陶瓷导热系数大，耐强酸强碱不易受到样本腐蚀，在低温下不易变形碎裂。由其制作的样品槽能快速而均匀的传导热量，能使整个槽体均匀冷却并能较好的保持低温状态。并且其可以承载各种酸性和碱性的样本，而且可以重复多次使用，相比较其他的类似不锈钢和氧化铝等材料体现出其优良的性能。

此外，上述制冷单元具备用于向壳体2内提供制冷介质以冷冻生物样品的制冷管路和根据上述测温单元检测到的温度控制制冷管路中的制冷介质的流速的流量控制构件，以便有效地冷冻生物样品并进行保温。在本发明的一实施形态中，该制冷介质可以是氮气，从而可以更快速地制冷。

具体地，图3为图1所示的实施形态的制冷系统中使用的制冷单元的示意图。在本实施形态中，使用氮气作为制冷源。如图1和图3所示，上述制冷管路包括分别设于壳体2的侧壁上的作为制冷介质入口部的氮气输入管4和作为制冷介质出口部的氮气输出管4’、以及连接于氮气输入管4和氮气输出管4’之间并设置于壳体2内的用于载置样品槽6的管体10。在本实施形态中，该制冷管路例如可以由不锈钢管制成。且流量控制构件5设于该氮气输入管4处。在本实施形态中，该流量控制构件5例如可以是流量控制阀。

如图3中的箭头所示，从氮气输入管4流入的作为制冷源的诸如氮气的制冷介质流经设于壳体2内的管体10后从氮气输出管4’流出。从而可通过在管体10内流通的制冷介质有效地对载置于该管体10上的样品槽6中的生物样品进行冷冻。并且，通过设置于氮气输入管4的流量控制阀5可有效地基于上述测温单元测得的温度对流入壳体2内的制冷介质的流速进行控制，以有利于对冷冻后的生物样品进行保温。优选地，如图3所示，上述管体10可以形成为M型，从而可以更均匀地制冷。但该管体10的形状不限于此，只要能对载置于其上的生物材料进行冷冻并保温即可。且在该制冷管路和壳体2的缝隙中可适量填充保温材料，以保证低温恒定。

上述制冷单元主要原理是利用液氮的快速制冷的能力，将样品和标准溶液快速冷冻并在所需的温度，例如-25℃保持恒定状态。因此为解决制冷和保温的问题可以采取任何合适的方法。

在所述制冷系统上应能一次性放置4到6个样品槽6。样品槽6和制冷单元直接接触，通过在氮气输入管4处接入的流量控制阀5控制液氮流速保证样品槽6的温度恒定于-25℃。在所述样品槽6的一端放置测温电阻8，进行温度监测。即、本发明以氮气作为制冷源，以流量控制阀5控制氮气流速，以测温电阻8监控温度变化，使其保持在-25℃范围。

参照图2，上述测温单元可包括与样品槽6相连的测温仪8。在本实施形态中，该测温仪8例如可以是与样品槽6相连的测温电阻。

另外，本发明中，上述电感耦合等离子体质谱系统具备用于对壳体2内的生物样品提供载气的载气管路以及与该载气管路相连的电感耦合等离子体质谱仪。该电感耦合等离子体质谱仪例如可以是现有技术中常用的电感耦合等离子体质谱仪，在此省略其结构的详细描述。通过载气管路可向壳体2内的生物样品提供载气，以使激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶由载气载入到等离子体中电离化，以进行后续检测。

如图1所示，上述载气管路包括分别设于壳体2的侧壁上的载气入口部3和载气出口部3’，载气入口部3与图示省略的载气供给源相连以向壳体2内提供载气，且载气出口部3’与图示省略的电感耦合等离子体质谱仪相连以向后者提供由载气载入的生物材料的气溶胶，以进行后续检测。

在上述载气管路中充入的气体包括载气和/或保护气体，冲入气体的主要作用是隔绝水分、空气和灰尘等干扰因素，防止样品在低温情况下挥发水分，并且利用载气把剥蚀的微粒带入等离子体。

本发明还提供了一种使用上述检测平台的检测方法，包括：

(1)将经由制冷系统冷冻至固态的生物样品和标准溶液，通过激光剥蚀系统进行激光剥蚀处理，分别形成生物样品和标准溶液的气溶胶；

(2)通过电感耦合等离子体质谱系统将步骤(1)中获得的所述气溶胶载入到等离子体中电离后进行检测，直接得到所述生物样品和标准溶液的离子强度值，根据所述标准溶液的离子强度值得到所述标准溶液的关于离子强度值-浓度的校准曲线，并根据从所述校准曲线得到的关系式用所述生物样品的离子强度值换算得到所述生物样品中的痕量元素的含量。

根据本发明，在制冷源的制冷作用下将生物样品以及标准溶液快速凝结成固态，从而对样品进行快速准确的定量分析。制冷系统结构简单，使用方便，制冷迅速，且低温保持恒定。而且放置多片样品槽6能够在同一时间内分析多组样品和标准溶液。在统一的低温状态下同时分析标样和样品，确保数据的稳定性、提高数据的准确性。此方法解决了传统消解法分析生物样品中操作步骤繁琐的问题，并且不引入任何化学试剂，更为环保高效，而且解决了样品制备时的试剂空白过高的问题，提高了检测灵敏度。此方法也解决了以往LA-ICP-MS分析中难以制备固体标样的问题，相比传统的LA固体标样制备，溶液标样制备更为简单、快速、准确。标样的均匀性也得到了最大程度的保证。而且在壳体2中可以充入各种载气，减少多原子粒子的干扰。

并且，在上述步骤(1)中，所述激光剥蚀系统采用线扫描剥蚀模式，且所述激光剥蚀系统发出的激光的波长为213mm，脉冲频率为20Hz，剥蚀孔径为15～200μm，剥蚀时间为15～200秒。由于生物材料属于有机类材料，质地比较软而且富含水分，因此选择激光参数的时候需要适当减小激光的能量，加大光斑。尽可能地使激光的照射面大，照射深度浅，而且不能穿透生物材料。因此，通过上述激光剥蚀系统的参数的选择，可以有效地对生物材料进行激光剥蚀。

另外，在上述步骤(2)中，所述电感耦合等离子体质谱系统以跳峰的时间分辨模式采集数据，且在所述电感耦合等离子体质谱系统中，RF功率为1000w，采样深度为9mm，工作气体为氩气，等离子体气流量为15.0L/分钟，载气流量为1.4L/分钟，数据采集时间为120秒，积分时间为60秒。通过上述电感耦合等离子体质谱系统的参数的选择，可以有效地对经过激光剥蚀而得到的生物材料的气溶胶进行检测。

具体地，本发明可采用LA-ICP-MS法测定生物样品中的痕量元素，包括如下步骤：

a)取合适大小的生物样品直接放置于样品槽6的凹槽7中；

b)吸取一定量的标准溶液，置于另一片样品槽6中，可根据需要增加多片样品槽6，用来置放不同的生物样品或者标准溶液；并接上测温电阻或测温仪8，必要时可连接多个测温电阻或测温仪8；

c)将这些样品槽6置于制冷单元的不锈钢管10之上。将盖体1盖上并密封，并在载气管路中充入氦气；

d)打开流量控制阀5，快速冲入氮气，观察测温仪8的温度显示，在接近-25℃时，减少氮气压力，并使其保持在-25℃左右；

e)打开激光剥蚀系统以线扫描剥蚀模式，ICP-MS以跳峰的时间分辨模式采集数据。以冰冻标准溶液制作校准曲线，得到校准曲线的关系式。以同样的方法对生物样品进行检测根据建立的关系式和生物样品的离子强度，即可计算得到生物样本中痕量元素的含量。

在该步骤e)中，具体地，经激光剥蚀得到的生物样品和标准溶液的气溶胶载入到等离子体中电离后进行检测，直接得到生物样品和标准溶液的离子强度值，根据标准溶液的离子强度值得到标准溶液的关于离子强度值-浓度的校准曲线，并根据从校准曲线得到的关系式用生物样品的离子强度值换算得到生物样品中的痕量元素的含量。

且上述离子强度值例如可通过四极杆分离离子，光电倍增检测器检测得到，简单来说就是用高速电子来撞击气态分子或原子，将电离后的正离子加速导入质量分析器中，然后按质荷比(m/z)的大小顺序进行收集和记录。

本发明的上述检测方法可在不消解样本的情况下测定生物样本的微量元素，且测试结果与微波消解-电感耦合等离子体质谱法得到的结果具有误差范围内的一致性，具有合理可行性。

以下结合图1至图3通过具体实施例更详细地说明本发明。

实施例1

本实施例给出了一种激光剥蚀用制冷系统。如图1所示采用sus304不锈钢材料制作一个上部开口的盒子作为壳体2，在壳体2的侧面上部打两个小孔，穿入不锈钢导管3、3’并将导管3、3’与壳体2焊接牢固，保证密封。其中，导管3连接图示省略的减压阀和氦气钢瓶，以充入载气和/或保护气体，而导管3’与图示省略的电感耦合等离子体质谱仪连接。

在壳体2的侧面底部打两个孔。将空心不锈钢管10，通过热加工使其弯曲形成M状，如图3所示，并保证一面平整无翘起。将该M型不锈钢管10平整面向上放入壳体2内部，将不锈钢管10的两端、即氮气输入管4和氮气输出管4’分别与壳体2的底部的两个小孔相连，并使其与壳体2焊接牢固，保证密封。且在该氮气输入管4上接入流量控制阀5。在该不锈钢管10和壳体2的缝隙中可适量填充保温材料。随后，可采用一片通透无气泡双面抛光的石英玻璃作为制冷系统的盖体1，在盖体1与壳体2的连接处可加装一段橡胶垫片，并用夹子使盖体1与壳体2密封。

采用两面抛光的氮化铝陶瓷作为样品槽6。在样品槽6的一面加工出光滑的凹陷的槽体7，用来放置样品或者标准溶液。并且还可在槽体7的周围设置温度探头。

本应用实例采用一个肝脏样品测试其中的Cd来验证设备和方法的可靠性。

采用LA-ICP-MS法测定生物样品中微量元素的方法步骤如下：

1、将样品槽6放置于5％硝酸中浸泡2h，取出后用超纯水冲洗干净并风干；

2、取合适大小，例如1mm左右长0.5mm左右宽的肝脏样品直接放置于样品槽6的槽体7中；

3、吸取2μg/g、4μg/g、6μg/g、10μg/g的Cd标准溶液各5mL，置于四片样品槽6中，并接上测温电阻8；

4、将这些样品槽6置于不锈钢管10之上。将盖体1盖上并密封。并在载气输入管3中充入氦气；

5、打开氮气流量控制阀5，以0.3mpa的压力快速充入氮气，观察测温仪8的温度显示，在接近-25℃时，减少氮气压力至0.1mpa，并使其保持在-25℃左右。此时生物样品和标准溶液均已结冰；

6、打开激光剥蚀系统以线扫描剥蚀模式，ICP-MS以跳峰的时间分辨模式采集数据；

7、以冰冻标准溶液制作校准曲线，得到校准曲线的关系式。以同样的方法对样品进行检测。根据建立的关系式和样品的离子强度，即可计算得到生物样本中微量元素的含量。其中，先扫描冰冻标准溶液，得到一条线的一组元素数据，取平均值后得到一个标准溶液的数据点，分别测试几个浓度的标准溶液后，绘制校准曲线，再对样品进行测试，得到样品数据后通过校准曲线计算得到相应的浓度值。

其中对LA-ICP-MS法中各参数的优化设定如下：激光剥蚀系统中发出的激光的波长为213mm，脉冲频率为20Hz，剥蚀孔径为200μm，剥蚀时间为200s；电感耦合等离子体质谱系统中：RF功率为1000w，采样深度为9mm，工作气体为氩气，等离子体气流量为15.0L/min，载气流量为1.4L/min，数据采集时间为120s，积分时间为60s。

所述实施例1中测得的数据列于表1，并根据表1中数据可制得图4中的校准曲线。

表1

结合表1和图4可知，标准溶液线扫瞄检测四点，四点取平均值后以平均检测强度值为纵坐标，以Cd的配置浓度值为横坐标，可以绘制相应的标准曲线校准曲线方程为，计算出相应校准曲线的方程为y＝884.43x，校准曲线的相关系数为0.996。而样品线扫描结果如表2所示。

表2

	第一点	第二点	第三点	第四点	第五点	第六点	第七点
								测试强度	5322	7633	5479	2689	5834	2699	3396
换算结果	6.02	8.66	6.19	3.04	6.60	3.05	3.84

由如上结果可得知，本方法标准曲线线性良好，能够清晰的了解生物样品中微量元素的分布。且此方法所花费的时间仅为传统分析方法的三分之一，且没有引入任何化学试剂。此方法解决了传统消解法分析生物样品中操作步骤繁琐的问题，并且不引入任何化学试剂，更为环保高效，而且解决了样品制备时的试剂空白过高的问题，提高了检测灵敏度。此方法也解决了以往LA-ICP-MS分析中难以制备固体标样的问题，相比传统的LA固体标样制备，溶液标样制备更为简单、快速、准确。标样的均匀性也得到了最大程度的保证。

Claims (10)

1.一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台，其特征在于，

所述检测平台包括：

将所述生物样品及标准溶液冷冻至固态的制冷系统；

对冷冻至固态的生物样品及标准溶液进行直接激光剥蚀的激光剥蚀系统；以及

用于将激光剥蚀得到的生物样品及标准溶液的气溶胶载入到等离子体中电离化、并检测所述生物样品中的痕量元素含量的电感耦合等离子体质谱系统，

所述制冷系统包括：

存放生物样品用的氮化铝陶瓷制的样品槽和对冷冻生物样品及标准溶液进行冷冻并保温且与所述样品槽直接接触的制冷单元。

2.根据权利要求1所述的检测平台，其特征在于，所述制冷系统还包括：

在顶部具有开口且容纳至少一个所述样品槽的壳体；

能够封住所述开口且允许所述激光剥蚀系统发出的激光穿透的盖体；以及

用于测量所述生物样品的温度的测温单元。

3.根据权利要求2所述的检测平台，其特征在于，所述制冷单元具备用于向所述壳体内提供制冷介质以冷冻生物样品的制冷管路和根据所述测温单元检测到的温度控制所述制冷管路中的制冷介质的流速的流量控制构件。

4.根据权利要求3所述的检测平台，其特征在于，所述制冷管路包括分别设于所述壳体的侧壁上的制冷介质入口部和制冷介质出口部、以及连接于所述制冷介质入口部和制冷介质出口部之间并设置于所述壳体内的用于载置所述样品槽的管体；且所述流量控制构件设于所述制冷介质入口部。

5.根据权利要求2所述的检测平台，其特征在于，所述测温单元包括与所述样品槽相连的测温仪。

6.根据权利要求2所述的检测平台，其特征在于，所述电感耦合等离子体质谱系统具备用于对所述壳体内的生物样品提供载气的载气管路以及与所述载气管路相连的电感耦合等离子体质谱仪。

7.根据权利要求6所述的检测平台，其特征在于，所述载气管路包括分别设于所述壳体的侧壁上的载气入口部和载气出口部，所述载气入口部与载气供给源相连，且所述载气出口部与所述电感耦合等离子体质谱仪相连。

8.一种使用根据权利要求1至7中任一项所述的检测平台的检测方法，其特征在于，包括：

（1）将经由制冷系统冷冻至固态的生物样品和标准溶液，通过激光剥蚀系统进行激光剥蚀处理，分别形成生物样品和标准溶液的气溶胶；

（2）通过电感耦合等离子体质谱系统将步骤（1）中获得的所述气溶胶载入到等离子体中电离后进行检测，直接得到所述生物样品和标准溶液的离子强度值，根据所述标准溶液的离子强度值得到所述标准溶液的关于离子强度值-浓度的校准曲线，并根据从所述校准曲线得到的关系式用所述生物样品的离子强度值换算得到所述生物样品中的痕量元素的含量。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述激光剥蚀系统采用线扫描剥蚀模式，且所述激光剥蚀系统发出的激光的波长为213mm，脉冲频率为20Hz，剥蚀孔径为15～200μm，剥蚀时间为15～200秒。

10.根据权利要求8或9所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述电感耦合等离子体质谱系统以跳峰的时间分辨模式采集数据，且在所述电感耦合等离子体质谱系统中，RF功率为1000w，采样深度为9mm，工作气体为氩气，等离子体气流量为15.0L/分钟，载气流量为1.4 L/分钟，数据采集时间为120秒，积分时间为60秒。