1. 校准的基本概念
在分析化学中，校准是通过已知浓度的标准溶液来确定仪器响应与元素浓度之间的关系。通过建立这种关系，可以将仪器检测到的信号强度转换为实际的元素浓度。对于ICP-MS来说，校准包括：
内标法校准：通过在样品中加入内标元素，补偿可能的基体效应和仪器漂移。
外标法校准：通过使用已知浓度的标准溶液，建立仪器响应与元素浓度之间的线性关系。
多点校准：使用多个标准溶液，以覆盖不同的浓度范围，从而获得准确的定量结果。
2. iCAP Qa ICP-MS的校准步骤
校准的步骤可以根据仪器的不同设置和样品的要求有所变化，但基本步骤通常包括以下几个部分：
2.1. 样品准备
在进行校准之前，必须准备好所有的标准溶液和待测样品。标准溶液的选择和准备应符合以下要求：
标准溶液的选择：根据分析的元素选择合适的标准溶液。通常，标准溶液应该包括目标元素的已知浓度，并覆盖预期的浓度范围。标准溶液的浓度应该涵盖样品的预期浓度，以便于进行准确的定量分析。
内标元素的选择：选择一个与目标元素不同的元素作为内标，常用的内标包括铟（In）、锇（Os）等。内标元素的选择应当确保其在样品中不干扰目标元素，并且具有与目标元素相似的离子化效率。
溶液的准备：按照所需浓度，精确地配制标准溶液。标准溶液应当使用高纯度的化学试剂，避免引入杂质或污染。
2.2. 仪器准备和优化
校准前，需要确保iCAP Qa ICP-MS的仪器处于最佳状态。这包括：
气体流量和压力检查：确保氩气流量、辅助气流量和雾化气流量稳定，并符合仪器的要求。
等离子体功率设置：调节射频功率，使等离子体稳定并适应样品分析需求。
质谱分析器校准：检查和调整质谱分析器的工作状态，确保其能够在规定的质量范围内有效分辨目标离子。
基线调整和噪声校正：使用空白溶液或基线校准样品检查基线，并进行适当的调整，确保背景噪声最小。
2.3. 外标法校准
外标法是通过使用已知浓度的标准溶液来建立仪器的响应与元素浓度之间的关系。在进行外标法校准时，通常会使用一系列已知浓度的标准溶液来建立标准曲线。具体步骤如下：
选择标准溶液：选择几种浓度不同的标准溶液，浓度范围应涵盖待测样品的预期浓度。
测量标准溶液：将标准溶液依次引入ICP-MS，记录各个浓度对应的信号强度。通常，至少需要测量3-5个不同浓度的标准溶液，以确保标准曲线的准确性。
建立标准曲线：根据标准溶液的浓度和测得的信号强度，绘制标准曲线。标准曲线通常呈现出线性关系，相关系数（R²）应大于0.999，以确保定量分析的准确性。
确认标准曲线：通过检查标准曲线的拟合度和重复性，确认校准效果是否良好。如果标准曲线出现异常或拟合度不佳，可能需要重新调整仪器或更换标准溶液。
应用标准曲线：根据标准曲线，将样品的信号强度转换为目标元素的浓度。
2.4. 内标法校准
内标法校准的目的是通过在样品中加入已知浓度的内标元素，补偿基体效应、仪器漂移等因素对分析结果的影响。内标元素的选择应当与目标元素不同，且在样品中不存在干扰。内标法校准的具体步骤如下：
选择内标元素：常用的内标元素包括铟（In）、锇（Os）等。内标元素的浓度应选择合适的水平，通常与目标元素浓度相当。
加入内标元素：在标准溶液和待测样品中加入相同浓度的内标元素。内标元素的加入能够有效减少由样品基体引起的离子化效率变化。
测量内标信号：在进行样品分析时，仪器会同时检测内标元素和目标元素的信号强度。内标信号的变化可以帮助校正由于基体效应或仪器漂移引起的信号波动。
计算校准结果：使用内标元素的信号强度与目标元素的信号强度之间的比值，进行浓度的定量分析。通过内标法，可以大大提高分析结果的准确性和可靠性。
2.5. 多点校准
在复杂样品的分析中，通常需要使用多个标准溶液进行校准，尤其是在样品中目标元素浓度较为宽广的情况下。多点校准的步骤与外标法类似，但它要求使用更多的标准溶液来涵盖更广泛的浓度范围。通过多点校准，可以确保仪器在整个分析范围内的准确性和灵敏度。
选择标准溶液：根据样品的浓度范围，选择多个不同浓度的标准溶液。
测量并建立多点标准曲线：通过测量每个标准溶液的信号强度，绘制多点标准曲线。通过多点校准，可以获得更精确的浓度范围。
验证标准曲线：与标准溶液的实际浓度进行对比，验证标准曲线的准确性。
2.6. 结果验证
完成校准后，需要对仪器进行验证，确保所有的测量结果符合预期的准确度和精度。验证的步骤包括：
空白溶液测量：测量空白溶液的信号强度，确认仪器是否存在基线漂移或杂散信号。如果信号过高，可能需要重新校准。
标准样品验证：使用已知浓度的标准样品进行验证，确认仪器的响应与实际浓度相符。验证时可以测量几个不同浓度的标准样品，并比较分析结果与理论值。
重复性测试：对同一样品进行多次测量，确保结果的重复性和稳定性。通过计算相对标准偏差（RSD），判断仪器的精密度。
3. iCAP Qa ICP-MS校准中的常见问题及解决方法
3.1. 校准曲线不线性
如果校准曲线出现不线性，可能是由于以下原因：
浓度范围不合理：选择的标准溶液浓度范围过窄，无法涵盖样品的浓度范围。
仪器设置不当：等离子体功率、气体流量等参数设置不当，导致信号不稳定。
样品或溶液污染：标准溶液或样品中的污染物可能影响信号的线性关系。
解决方法：
重新检查标准溶液的浓度范围，确保能够涵盖样品的浓度。
调整仪器参数，确保等离子体稳定。
更换标准溶液或样品，避免污染物的干扰。
3.2. 背景干扰
背景干扰可能会影响校准结果，尤其是在低浓度样品中。为减少背景干扰，可以：
使用空白溶液或低浓度溶液进行背景去除。
优化基线校正，减少背景噪声。
3.3. 内标选择不当
内标元素的选择对于校准结果至关重要。选择不合适的内标元素可能导致校准结果不准确。为此，需要：
选择与目标元素相似的元素作为内标。
确保内标元素在样品中不存在干扰。
4. 总结
iCAP Qa ICP-MS的校准是确保分析结果准确性的关键步骤。通过使用内标法、外标法以及多点校准，可以有效地提高分析的准确度和可靠性。校准过程中需要确保标准溶液的浓度合理、仪器参数优化以及背景干扰的去除。定期的校准和验证将帮助确保仪器的性能稳定，并提供高质量的分析数据。
