ICP-MS作为无机检测实验室里的“明星设备”，其准确性和高灵敏度受到实验人员的广泛认可。在整个分析过程中，样品前处理过程作为关键步骤，不仅耗时最长，且对分析方法的精密度和准确度影响最大。有统计显示，在整个检测分析过程中，大概有60%的分析误差来源于样品前处理，而非仪器本身。所以，做好ICP-MS的样品前处理尤为重要。

无机样品前处理技术常用的方法主要有：微波消解法、石墨消解法、电热板法、干灰化法等。

其中，微波消解法、石墨消解法具有加热快、升温高、消解能力强、空白值低、效率高等特点，被广泛应用于食品、水体、土壤、动物组织、植物、血液等样品的无机金属元素前处理中。

1. 微波消解法

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液（各种酸、部分碱液以及盐类）和试样，在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化，特别适用于用ICP、ICP-MS、原子吸收等对各种试样中的微量、痕量及超痕量元素的准确测定。

▶  土壤样品消解案例

注：消解罐数量在1-20个，功率推荐1200W，在21-40个，功率推荐1600W。

2. 石墨消解法

石墨消解仪通过石墨块进行发热产生高温对放进消解管中的样品进行高温消解，使用者可以自定义需要的温度，仪器会通过程序自动将温度均匀升温到设定的温度后恒温持续对样品进行加热。

▶ 土壤样品消解案例

电热板法是一种常用的土壤样品前处理方法，通过加热土壤样品以溶解有机物和无机物，以便后续分析。将经过准备的样品放置在电热板上，加入适量的消解试剂，然后进行加热消解。在整个消解过程中，需要注意控制消解温度和时间，避免样品烧焦或产生异物。消解结束后，需要对溶液进行冷却处理，并进行适当稀释，以便后续分析。

▶ 土壤样品电热板法案例

1. 保证容器的洁净度

ICP-MS是用于分析痕量甚至超痕量元素杂质的技术，因此目标分析物的背景必须尽可能低。否则，假阳性结果和检测限不足可能会导致常规实验室大量的后续工作。

对于一些元素，例如稀土元素，环境中的天然丰度较低，因此在样品制备过程中使用的水、酸或样品瓶中可能不会发现背景污染。但对于其他元素，尤其是碱、碱土和过渡族金属，如：钠、钾、铁、铜或锌，可能会从塑料器皿（如瓶和瓶盖）中大量浸出。因此在不同批次或不同品牌之间进行更换时，建议对样品瓶纯度进行初步浸出测试。

2. 选择合适的酸

现在许多样品前处理普遍使用微波消解法，但需注意选择合适的酸，在许多情况下，有效的消解通常需要不同酸或氧化剂的组合。

硝酸（HNO₃）通常用作元素分析的稀释剂。过氧化氢（H₂O₂）可实现对大部分有机基质，如：食品、饲料的有效分解。作为替代方案，高氯酸可用于增加酸混合物的氧化电位，但需格外小心，因为高氯酸与有机基质会发生强烈而迅速的反应

加入适量的盐酸（HCl）有利于解锁和稳定某些无机材料。例如:王水可有效溶解金属材料。盐酸还有助于稳定消解样品中的关键污染物，如汞和铂族金属。重要的是要确保HCl的浓度足够高（2%甚至更高），以便最初形成的沉淀（HgCl或HgCl₂）转化为可溶性氯络合物（HgCl₄^2-）。

硫酸（H₂SO₄）对于在电热板和某些类型的高压消解系统中消化某些样品类型是有益的，但这种酸绝不能在微波与特氟龙容器一起使用，因为特氟龙在硫酸沸点的温度下熔化。此外，硫酸在ICP-MS中会产生额外的硫基质谱干扰，因此只有在没有替代品时才会使用。

3. 保证酸的纯度

低纯度酸也可能增加分析中元素背景。使用ICP-MS进行超痕量分析，应使用最高纯度试剂，如：硝酸、盐酸和过氧化氢等。作为替代方案，可以使用亚沸蒸馏去纯化低纯度的酸，这是提升酸纯度的一种经济有效的方法。

另一个需注意的潜在污染因素是用于制备稀释剂溶液的水，建议定期检查微量元素，并定期维护纯水系统。对于痕量元素分析，建议尽可能使用电阻率为18.2MΩ的水。

4. 分类处理样品及有效稀释

不同类型的样品，消解器皿应分开使用，分开浸泡清洗。同时，不同类型的样品，需分开称重、消解、过滤等，避免称重过程、加热过程、过滤定容过程等存在交叉污染的风险。

样品在加热消解前也需要充分摇匀，避免样品漂浮在溶液表面无法浸润消解完全。如样品在加热消解过程中容易喷/冒出来，解决方式可以适当加一点超纯水或者先用低温（80℃~100℃）加热一会，大约10min，观察样品剧烈反应停止即可，再调节到正常消解的温度，可避免样品喷/冒导致结果偏低或者平行样数据不平行等。

最后，还需注意样品总溶解固体（TDS）含量高会导致ICP-MS信号抑制和漂移。一般ICP-MS中总溶解固体（TDS）含量典型上限应在0.2%~0.5%（m/v）间。

总结来说，无论使用哪种消解方式，透明且无颗粒的溶液都是前处理样品后的理想结果。

5. 管理好背景

如上文所说，意识到来自实验室设备和化学品污染或其他样品残留或交叉污染的潜在背景是非常重要的。前者只能通过严格测试所有设备和不同批次的化学品来识别，而后者需要在两次运行之间采取有效的清洁策略才能到位。所以，对于分析前需要消解的样品，应对每批次样品做方法空白，包括过程中使用的所有步骤和试剂，但不包括样品。通过这种方式，可以识别消化步骤中的任何潜在污染，追溯其来源并尽可能纠正，然后再对潜在的偏差结果进行故障排除甚至报告。