头发中微量元素SIMS分析方法初步研究

【作者】 胡睿轩； 沈彦； 赵永刚；

【机构】 中国原子能科学研究院；

【摘要】 微量元素通常指在人体中存在量极少,低于人体体重0.01%的元素,其浓度高低与人体所接触的外部环境有着密切联系。头发中微量元素含量与人体内微量元素含量关系密切。头发作为一种生物检材正逐渐受到重视,在环境监测、职业暴露检测、医学、法医学等领域开始得到广泛运用。在头发分析领域,SIMS是一种相对较新的技术,相比于AAS、ICP-OES、ICP-MS等方法具有很多优点。开展对头发中微量元素SIMS分析方法及其相关应用的探索研究不仅可以为健康人群头发中微量元素数据库的建立提供数据支持,还能为环境监测、法医学鉴定、中毒案件侦查等提供科学依据。本研究对比了不同的镀膜材料对测量发样带来的影响,测量并甄选出发杆中微量元素含量相对较高的区域。头发属于绝缘样品,利用SIMS测量绝缘样品时由于样品表面不导电,会产生电荷积累现象从而影响到测量结果,因此需要对样品表面进行导电性处理。通常人们通过使用中和电子枪或是镀膜来解决电荷积累问题,由于电子枪价格昂贵,部分实验室并未配备中和电子枪,因此在测量绝缘样品时对镀膜材料进行对比选择是十分有必要的。通过对比不同镀膜发样的SIMS质量扫描图发现,测量镀金发样时候接收到的信号值较强,但在质量数大于金的区域有多处干扰峰,这是由于金原子与其他粒子结合产生多原子离子从而影响测量结果。研究结果表明镀金发样整体干扰信号比镀碳发样要强,推测是因为镀碳样品表面碳原子产生的多原子离子较少,且碳本身是头发中的主要元素。由于发样中微量元素含量低,因此采用干扰较低的碳作为镀膜材料更为合适。根据镀碳后纵剖发样的扫描图发现头发中心区域即髓质层所接收到的离子信号值要远远低于两侧皮质层区域所接收到的信号值。因此,当需要对同一根头发进行纵向分析时,应优先对皮质层进行测量。更多还原