砷元素在自然界中常見的形態(tài)有亞砷酸鹽[As(III)]、砷酸鹽 [As(V)]、一甲基砷 (MMA)、二甲基砷 (DMA)、砷甜菜堿（AsB）和砷膽堿（AsC）等。不同形態(tài)的砷，其理化性質和毒性各異，其中As(III)和As(V)毒性最大，它們可以引起肺癌、皮膚癌和膀胱癌等，被國際癌癥研究委員會（IARC）確認為一類致癌物。

根據傳統(tǒng)分析方法所提供的元素總量的信息已經不能對某一元素的毒性、生物效應以及對環(huán)境的影響做出科學的評價，而元素形態(tài)分析比元素總量能提供更多的信息，在環(huán)境和生命科學領域發(fā)揮著重要作用。

以鉻元素為例：

對于飲用水中六價鉻的檢測傳統(tǒng)方法主要為二苯碳酰二肼分光光度法，該方法步驟繁瑣，物理和化學干擾較多。隨著色譜與原子光譜聯(lián)用技術的發(fā)展，元素的形態(tài)與價態(tài)分析有了長足的發(fā)展。由于ICP-MS具有靈敏度高、檢出限低、寬的動態(tài)線性范圍和多元素同位素檢測等優(yōu)點，近年來成為元素分析應用最廣泛的分析技術，在多種測定鉻形態(tài)的方法中液相色譜與電感耦合等離子體質譜法聯(lián)用技術（HPLC-ICP-MS）靈敏度最高、最適宜飲用水中鉻形態(tài)的測定。新版GB/T5750.6新增了包括鉻及砷、硒、汞指標檢驗的“液相色譜-電感耦合等離子體質譜法”。

ICP-MS以獨特的接口技術將ICP的高溫電離特性與質譜儀的靈敏快速掃描的優(yōu)點相結合，從而形成了一種新型的元素分析技術，該技術幾乎可以分析地球上的所有元素。

ICP-MS的特點主要有：可實現(xiàn)多種元素的同時分析；靈敏度高；檢出限低；分析速度快；檢測模式靈活多樣，可進行定量、半定量、定性分析；操作自動化程度高；與不同進樣技術與分離技術聯(lián)用簡便。

目前ICP-MS與氣相色譜(GC)、毛細管電泳(CE)、離子色譜(IC)、高效液相色譜(HPLC)等聯(lián)用應用于元素形態(tài)分析已漸趨成熟，成為元素形態(tài)分析中的主要檢測手段。

1、氣相色譜-電感耦合等離子體質譜聯(lián)用技術

氣相色譜-電感耦合等離子體質譜(GC-ICP-MS)聯(lián)用技術具有靈敏度高、選擇性高和可靠性高的特點。GC-ICP-MS聯(lián)用技術不會增加等離子體的本底信號，不需要使用霧化器，可將氣態(tài)樣品直接導入ICP-MS中，樣品傳輸率接近100%。采用GC-ICP-MS聯(lián)用技術進行元素形態(tài)分析研究中報道較多的是有關汞、溴元素的形態(tài)分析。

雖然GC-ICP-MS在元素形態(tài)分析中有很強的優(yōu)勢，但是GC適用于易揮發(fā)或中等揮發(fā)性樣品的分離，難揮發(fā)性物質則需要經過衍生化處理，所以與其他聯(lián)用技術相比，GC-ICP-MS的應用范圍相對較窄。

2、毛細管電泳-電感耦合等離子體質譜聯(lián)用技術

毛細管電泳(CE)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種基于待分離物組分間淌度和分配行為差異而實現(xiàn)分離的電泳新技術。CE分離技術具有分離效率高、分析速度快、樣品適應面寬、試劑和樣品消耗量少、重復性好、分離模式多等特點。將CE與ICP-MS聯(lián)用，具有通用性好、分析時間短、分離效率高且分析成本低的特點。

CE-ICP-MS聯(lián)用技術對于多數元素的分離測定已經達到了ng/mL的檢測能力，但受到進樣量限制使得最低檢出濃度較大，此外還受接口問題及樣品的損失、化學基體效應和分離過程中可能引起的元素形態(tài)變化等因素的限制，使得分析方法仍有許多缺點和有待完善之處。

3、離子色譜-電感耦合等離子體質譜聯(lián)用技術

離子色譜(IC)是高效液相色譜的一種形式，是分析陰離子和陽離子及小分子極性化合物的一種液相色譜方法，是對廣泛使用的液相色譜的有益補充，具有分離效果高和快速方便等優(yōu)點。IC-ICP-MS已成為解決復雜基體中離子形態(tài)分析的有效手段。

IC與ICP-MS聯(lián)用，可實現(xiàn)遠高于電導或UV/Vis檢測器的靈敏度。但IC流動相中的鹽類會造成ICP-MS錐口的鹽類堆積，導致ICP-MS進樣管和采樣錐堵塞，基體效應嚴重。利用離子色譜的抑制器可實現(xiàn)在線除鹽，減少鹽在錐口的堆積。

4、高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯(lián)用技術

與GC相比，HPLC不局限于分析物的揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性，使得HPLC-ICP-MS比GC-ICP-MS具有更廣泛的應用范圍。此外，接口技術簡單是HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術的優(yōu)勢之一，因為HPLC中流動相的流量和ICP-MS樣品導入流量是相匹配的，且HPLC的柱后流出液與ICP-MS的樣品導入系統(tǒng)均在常壓下進行。因此，HPLC-ICP-MS是元素形態(tài)分析研究中應用最廣泛的聯(lián)用技術，在As、I、Se、Sn等元素的形態(tài)分析研究中均有報道。

HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術是目前元素形態(tài)分析研究中最常用的方法，但其在實際應用中還存在著一些不足之處。如HPLC多采用有機溶劑和無機鹽為流動相，會造成ICP-MS進樣管和采樣錐的堵塞、基體效應嚴重、儀器運行成本高等問題。通常在實際應用中可沖入5%(體積分數)以下的氧氣來解決碳沉積導致的錐孔堵塞問題，但這會造成采樣錐使用壽命的縮短。有研究采用冷卻霧化室溫度，減少進入等離子體炬的有機溶劑總量，可保證等離子體的穩(wěn)定性。因此，在實際應用過程中還需要根據不同實驗條件和實驗目的來選取不同的方法，彌補聯(lián)用技術存在的缺陷。

ICP-MS聯(lián)用技術是開展痕量超痕量元素形態(tài)分析行之有效的方法，但在應用過程中仍存在一些難題：

①樣品前處理問題。樣品基體復雜，如何保證樣品前處理過程中各元素形態(tài)的穩(wěn)定。

②缺乏元素形態(tài)分析國家標準，無法滿足目前元素形態(tài)分析的需求。

③未知元素形態(tài)的定性定量問題。由于缺乏元素形態(tài)標準物質，如何實現(xiàn)未知元素形態(tài)結構的鑒定。

④分析效率低。元素形態(tài)分析多為單一元素形態(tài)分析，阻礙了實際的應用需求。

因此，ICP-MS聯(lián)用技術在元素形態(tài)分析研究中還有很大的發(fā)展與提高空間，需要研究者共同努力。