技术介绍 | ICP-MS离子组学

什么是离子组学？

离子组学是一门研究机体内元素组成、分布与累积以及这些元素随机体生理状况、生物与非生物刺激、发育阶段、环境和遗传等因素的变化及其机制的新兴学科。其研究对象包括所有的金属、类金属和非金属。

离子组学能够定量分析生物体在各种生理刺激条件下，不同的发育阶段和因为各种遗传变异等因素所导致的体内各组织和细胞中矿质营养元素的变化情况，反映有机体在某个特定状态下如某一特定的生理或逆境状态下的生理特征。

离子组学相关研究

● 功能离子组学：研究机体和细胞如何调控其全部离子，可以绘制出功能离子组图，鉴定出具有离子调控功能的基因并确定其分布位置。

● 植物营养学：研究植物体内元素组成、分布与累积以及这些元素随植物生理状况、生物与非生物刺激、发育阶段和遗传等因素的变化及其机制。

● 复杂疾病：微量元素广泛参与体内多种酶、辅酶、激素和核酸等生物分子的合成与代谢，在酶的催化过程中起着关键作用，参与体内氧化还原过程中电子传递，也有些在生物大分子中起稳定结构的作用。

离子组学检测的难点

痕量元素的定量检测

由于目标的痕量元素在样品中含量非常低，因此这类元素的定量检测对仪器及方法的检出限都有比较高的要求。

检出限（LOD,limit of detection）是衡量一个分析方法及测试仪器灵敏度的重要指标，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）确定的定义是：检出限为某一分析方法在给定的置信度条件下可以被测样品中检测待测组分的最小浓度或最小量。

 

仪器检出限和方法检出限

●仪器检出限由仪器性能决定，反映了仪器能检出与噪音相区别的最小信号的能力；

●方法检出限则是在有样品基质存在、考虑了样品分析前所有制备过程的影响的情况下进行测定的。

Biotree离子组极低检出限：可达1ppt以下

检出限一般有仪器检出限、方法检出限之分，因此我们从以下三个方面实现了ICP-MS离子组极低检出限。

01.仪器

目前比较常见用于离子组测试的仪器平台有ICP-OES和ICP-MS两种，而我们使用的是Agilent 2020年底最.新款的 7850型号ICP-MS

02.试剂纯度

相比于市面上常见的GR优级纯试剂，BIOTREE离子组试剂纯度更高，为trace metal grade（痕量金属级别）。

GR 优级纯：又称一级品，99.8%，试剂纯度高，杂质含量少；

痕量金属级别：属于高纯试剂，≥99.99%，杂质含量比优级试剂低两个以上数量级，适用于痕量分析。

03.纯水级别

BIOTREE离子组使用的超纯水（电阻率为18.2 MΩ·cm），因电阻率高，水中的离子含量极少，在样本检测时背景信号（噪音）极低。

 

案例分享

文章标题：运用离子组学区分菠萝蜜的地理来源

该研究利用菠萝蜜样品的多元素分析，证明了基于印度地理来源的不同菠萝蜜种质的区别。采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了土壤和菠萝蜜中24种元素的含量。方差分析表明，这24种元素在不同地理位置的土壤和菠萝蜜中存在显著差异。土壤和菠萝蜜离子组之间的相关性表明，种质和其他地理因素对菠萝蜜多元素特征的获取和积累影响最大，而土壤元素的贡献最小。

土壤及菠萝蜜离子组主成分分析