一、内标元素选择的基本原则
选择内标元素时，必须遵循一定的原则，确保所选元素能够有效修正分析过程中可能出现的漂移和干扰。具体原则如下：
元素与目标元素的离子化特性相似
理想的内标元素应具有与目标分析元素相似的离子化特性。不同元素在等离子体中离子化的效率不同，这会影响它们的信号强度。如果内标元素与目标元素的离子化特性差异较大，那么它们的信号响应会受到不同程度的影响，进而导致校正效果不理想。因此，选择内标元素时，应尽量选择与目标元素在等离子体中表现出相似离子化效率的元素。
内标元素应与目标元素在质谱上可分离
在质谱中，每个元素的同位素会根据质荷比（m/z）进行分离。因此，选择内标元素时应确保其与目标元素在质谱分析中能够清晰分离，即选择与目标元素的质荷比差异较大的同位素。这样可以避免两者在分析过程中发生交叉干扰，影响信号的准确性。
内标元素应无样品基体效应
内标元素应尽量避免在样品基体中受到干扰，尤其是避免受到样品中的其他元素的干扰。例如，某些基体元素可能会与内标元素发生化学反应，形成不可离子化的物质，导致内标元素的信号弱化或消失。因此，选择内标元素时，应考虑其在样品基体中的稳定性与响应。
内标元素浓度稳定性
选择内标元素时，还需确保其浓度在整个分析过程中稳定。这要求内标元素的来源应可靠且稳定，避免因溶液浓度变化或样品制备差异而导致校正结果的误差。
内标元素的浓度与目标元素的浓度相近
为了确保校正效果，内标元素的浓度应与目标元素的浓度相接近。如果内标浓度与目标元素的浓度差距较大，可能会导致信号比值失真，从而影响漂移修正的效果。合理的浓度比例有助于实现最佳的校正效果。
二、常见的内标元素及其选择依据
根据上述选择原则，常见的内标元素包括某些过渡金属、稀土元素和镁、锶等元素。这些元素通常具有较好的离子化效率、稳定性，并且在质谱上具有与目标元素足够的分离度。以下是几类常见的内标元素及其选择依据：
1. 过渡金属元素：锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）
过渡金属元素在等离子体中具有较强的离子化能力，且它们的同位素通常与目标元素能很好地分离，因此常用作内标元素。特别是锰、铁和钴，它们的浓度稳定性较好，且常在多种环境样品中存在，因此适合用于环境样品、金属样品等分析中。
锰（Mn）：锰的同位素（如55Mn）常与许多元素具有良好的分离度，适用于分析水、土壤等环境样品。锰在等离子体中的离子化效率与许多常见元素接近，因此可以有效校正这些元素的漂移。
铁（Fe）：铁是另一个常用的内标元素，尤其适用于水和食品样品的分析。铁的离子化效率与许多元素类似，因此能够较好地修正分析中的信号漂移。
钴（Co）：钴也是一种常用的内标元素，适用于金属分析。钴的同位素（如59Co）在质谱中通常可以与大部分元素分离，且其在等离子体中的离子化效率较高。
2. 稀土元素：铕（Eu）、铈（Ce）、钕（Nd）
稀土元素作为内标元素有很多优势，尤其是在多元素分析中。稀土元素的离子化效率较高，且它们的同位素与许多元素具有良好的质谱分离度。因此，稀土元素在内标元素的选择中也占有一席之地。
铕（Eu）：铕的同位素（如151Eu）常用于水和土壤中元素的分析，特别是在分析稀土元素时，它本身作为内标元素具有较高的稳定性。
铈（Ce）：铈是常见的稀土元素，适用于分析稀土元素、重金属元素以及一些过渡金属元素。其同位素可以与许多元素很好地分离，且其浓度在分析过程中保持稳定。
钕（Nd）：钕的同位素在质谱中能与许多元素分离，适用于各种环境样品及矿物样品的分析。
3. 镁（Mg）、锶（Sr）
镁和锶作为内标元素，在许多工业样品和环境样品中都能稳定存在，且它们的离子化效率也较为接近目标元素，适用于多种分析。
镁（Mg）：镁是较为常见的内标元素，尤其适用于环境水样、土壤和金属样品的分析。它的同位素（如24Mg）在质谱中与目标元素有较好的分离度，并且镁在等离子体中的离子化效率较高。
锶（Sr）：锶常用于水、食品及环境样品的分析，特别是与钙、镁等元素一起分析时，锶能够很好地进行漂移修正。
4. 钡（Ba）、钛（Ti）、锌（Zn）
钡、钛和锌等元素也常用作内标元素。它们具有较好的离子化效率，且与多种常见元素具有较大的质谱分离度。
钡（Ba）：钡的同位素（如138Ba）常用于金属和环境样品的分析，能够与许多元素很好地分离，且在质谱中信号稳定。
钛（Ti）：钛是常用于金属合金和土壤分析中的内标元素，它能够有效修正多元素分析中的信号漂移。
锌（Zn）：锌的同位素（如66Zn）与大部分常见元素具有较好的分离性，适用于环境样品、食品样品等多种类型的分析。
三、内标元素的实际应用与选择注意事项
选择内标元素时，除了考虑上述因素外，还应根据实验目的、样品类型、仪器性能等实际情况进行灵活调整。以下是一些内标元素选择时的具体应用建议：
样品基体的影响
样品基体中的干扰因素可能会影响内标元素的选择。例如，在海洋样品中，钠和钙的浓度可能较高，这会影响内标元素的选择，因为钠和钙的离子化效率可能较高。因此，在这类样品中，通常选择与钠或钙不同的元素，如锰、钴或锌等。
多元素同时分析时的选择
在进行多元素同时分析时，选择一个适合所有分析元素的内标元素尤为重要。通常需要根据分析元素的特性、离子化效率、质谱分离度等因素来综合考虑。若多个目标元素具有类似的离子化特性，选择一个适中的内标元素可以同时校正多种元素的漂移。
仪器特性的影响
不同的仪器可能会影响内标元素的选择。例如，某些ICP-MS仪器可能在某些质谱区域的灵敏度较高，因此需要选择在该区域具有稳定信号的内标元素。根据仪器的性能特点选择合适的内标元素，有助于提升分析的准确性。
四、总结
选择适合的内标元素是保证ICP-MS分析结果准确性和稳定性的关键。在选择内标元素时，应考虑元素的离子化效率、与目标元素的质谱分离度、样品基体的影响以及浓度的稳定性等因素。常见的内标元素包括锰、铁、钴、铕、铈、钕、镁、锶、钡等。通过合理选择内标元素，可以有效修正因仪器漂移、基体效应等因素引起的误差，从而提高分析结果的可靠性和准确性。
