CN1598555A - 硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法，包括下述步骤：在利用热电离质谱测定涂样时将抑制剂与硼同位素样品按任意比例一起涂在样品带上进行硼同位素组成测定；本发明的方法主要是抑制CNO－和Cs2CNO+离子合成，彻底消除CNO－和Cs2CNO+离子对硼同位素组成测定的同质异位素的干扰。

Description

硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法
技术领域
本发明涉及一种硼同位素质谱测定技术，尤其是一种硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法。
背景技术
自然界硼具有两种稳定同位素，10B和11B，由于它们之间具有相当大的相对质量差(达8.70％)，自然界硼同位素会产生大的同位素分馏，这种同位素分馏将在很大程度上记录了化学地质过程的信息，因此硼同位素已在宇宙学、地质学、矿物学和地球化学的很多领域得到了广泛的应用。这些应用对高精度硼同位素组成的测定提出了更高的要求。硼同位素组成的测定有多种方法，而热电离质谱法仍是目前测定硼同位素组成精度最高、使用最为广泛的方法。硼同位素组成的热电离质谱法有正热电离和负热电离两种。基于Cs2BO2 +离子的正热电离质谱法是1986年由Spivak等人首先建立的，后来由本发明申请人肖应凯采用石墨涂样技术进行了改进，改进的Cs2BO2 +离子方法现在世界范围内获得了广泛的应用，成为当前测定硼同位素组成精度最高的方法。但是后来的研究表明，在石墨存在下能诱导产生Cs2CNO+离子，该离子与Cs2BO2 +离子同时在m/e 308和309处产生质谱峰，但由于Cs2CNO+离子和Cs2BO2 +离子在m/e 308和309处产生质谱峰的相对强度相差达近千倍，因此Cs2CNO+离子的存在对硼同位素组成的测定产生严重的干扰，使测定的11B/10B比值严重偏低。基于BO2 -离子的负热电离质谱法由于检测灵敏度高而在硼同位素组成测定中获得应用，但是CNO-离子的产生同样会对BO2 -离子产生峰的叠加，对硼同位素组成测定产生严重干扰，同样使测定的11B/10B比值严重偏低。CNO-和Cs2CNO+离子的产生与样品中存在的或样品制备过程中引入的微量硝酸盐和有机物等有关，因此样品制备中要尽可能地去除硝酸盐和有机物等干扰成分。但实践经验表明，硝酸盐和有机质等的引入是不可能完全避免的，CNO-和Cs2CNO+离子的干扰将会随时有可能出现。硼同位素测定中CNO-和Cs2CNO+离子的同质异位素干扰已成为阻碍硼同位素测定精度进一步提高的关键，引起了世界科学家的高度重视。如为了消除CNO-的干扰，Hemming等在样品制备过程中采取了多项措施以除去有机质，Liu等使用不含硝酸根的化合物作为BO2 -离子发射剂，但是这些措施未能从根本上消除CNO-和Cs2CNO+离子对硼同位素测定的干扰，目前世界上对解决这一难题似乎束手无策，没有十分有效的解决办法。
发明内容
以上所述，靠在样品制备时除去硝酸盐或有机质的办法消除CNO-和Cs2CNO+离子对硼同位素测定的干扰不是完全可靠的，因为硝酸盐或有机质的引入有时是随机的，CNO-和Cs2CNO+离子的产生是不可能完全避免的。在自然界，含有CNO-离子的化合物是极其微量的，在硼同位素测定中CNO-和Cs2CNO+离子的出现是在特殊条件下在离子源中即时合成的，因此消除CNO-和Cs2CNO+离子对硼同位素测定干扰的最根本的办法是抑制CNO-和Cs2CNO+离子的合成。
本发明的目的是建立抑制CNO-和Cs2CNO+离子合成的方法，彻底消除CNO-和Cs2CNO+离子对硼同位素组成测定的同质异位素的干扰。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法，包括下述步骤：在利用热电离质谱测定涂样时将抑制剂与硼同位素样品按任意比例一起涂在样品带上进行硼同位素组成测定。
所述的抑制剂为高纯磷酸。
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明利用抑制剂，在涂样时将这种抑制剂与样品一起涂在样品带上，这种抑制剂的存在能有效地抑制CNO-和Cs2CNO+离子的合成，使硼同位素组成的测定结果升高，接近于正常的测定值。
在硼同位素组成测定中通常采用NIST SRM 951 H3BO3作为标准，采用Na2BO2 +离子校正质谱法测定的NIST SRM 951 H3BO3的绝对标准11B/10B值为4.04362±0.001377。但是由于系统误差的影响，采用石墨-Cs2BO2 +离子技术测定的11B/10B比值为4.05037±0.000143，有硝酸盐存在时，测定的11B/10B比值比4.05037要偏低很多，其偏离的程度随硝酸盐量的增加而增加，如在1μg和5.7μg NO3 -存在下，采用测定的11B/10B比值分别为3.65543和3.88324，在足量抑制剂的存在下，测定的11B/10B比值分别提高到4.06099和4.04873。采用BO2 -负离子质谱法测定时，用La(NO)3作发射剂对NISTSRM 951测定的11B/10B比值为3.98970，明显低于标准值4.04362，表明NO3 -存在明显的干扰。在一定量抑制剂存在下，测定的11B/10B比值上升到4.04703和4.05500，接近于采用石墨-Cs2BO2 +离子技术测定的11B/10B比值，表明抑制剂的加入能有效地消除NO3 -的干扰。
具体的实施方式
实施例一：
采用适当的溶(熔)剂和硼特效离子交换树脂将样品中的硼提取出来，并进行纯化，制备成含有一定量硼的水溶液。在正热电离质谱法测定中，将大约100μg的石墨涂在已在真空中于3A下加热1小时的钽金属带上，再加入含有大约1μg硼的样品溶液，最后加入约1μl的浓度为1％的高纯磷酸，通1A的电流烘干后，装入质谱计离子源，当离子源真空达到要求后，在m/e为309和308处以峰跳扫的方式测定离子峰强度。在磷酸存在下，Cs2CNO+离子完全得到抑制，因此在m/e为309和308处分别只有Cs2 11BO2 +和Cs2 10BO2 +两种离子峰，可以直接计算11B/10B比值。
实施例二：
在负热电离质谱法测定中，将含有大约0.1μg硼的样品溶液涂在已在真空中于4A下加热1小时的铼金属带上，最后加入约1μl的浓度为1％的高纯磷酸，通1.5A的电流烘干后，装入质谱计离子源，当离子源真空达到要求后，在m/e为43和42处以峰跳扫的方式测定离子峰强度。在磷酸存在下，CNO-离子完全得到抑制，因此在m/e为43和42处分别只有11BO2 -和10BO2 -两种离子峰，可以直接计算11B/10B比值。

Claims (2)

1、一种硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法，包括下述步骤：在利用热电离质谱测定涂样时将抑制剂与硼同位素样品涂在样品带上进行测定。
2、如权利要求1所述的硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法，其特征在于所述的抑制剂为磷酸。
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