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ICP/MS的基本工作原理及儀器結構
來源:《電感耦合等離子體質譜原理和應用》,李冰等著 | 作者:bjhengsheng | 發布時間: 2018-08-23 | 1792 次瀏覽 | 分享到:

      ICP - MS 是以電感耦合等離子體為離子源, 以質譜計進行檢測的無機多元素分析技術。被分析樣品通常以水溶液的氣溶膠形式引入氬氣流中, 然后進入由射頻能量激發的處于大氣壓下的氬等離子體中心區, 等離子體的高溫使樣品去溶劑化、汽化解離和電離。部分等離子體經過不同的壓力區進入真空系統, 在真空系統內, 正離子被拉出并按照其質荷比分離。檢測器將離子轉換成電子脈沖, 然后由積分測量線路計數。電子脈沖的大小與樣品中分析離子的濃度有關。通過與已知的標準或參考物質比較, 實現未知樣品的痕量元素定量分析。自然界出現的每種元素都有一個簡單的或幾個同位素, 每個特定同位素離子給出的信號與該元素在樣品中的濃度成線性關系。 ICP中心通道溫度高達約 7000K, 引入的樣品完全解離, 具有高的單電荷分析物離子產率、低的雙電荷離子、氧化物及其他分子復合離子產率, 是比較理想的離子源。樣品隨載氣進入高溫 ICP 中被蒸發、解離、原子化和離子化。等離子體的中心部分進入接口部分。等離子體質譜的接口由采樣錐和截取錐組成, 兩錐之間為第一級真空。離子束以超音速通過采樣錐孔并迅速膨脹, 形成超聲射流通過截取錐。中性粒子和光子在此被分離掉, 而離子進入第二級真空的離子透鏡系統被聚焦。聚焦后的離子束傳輸至第三級真空質譜分析器。這級真空的壓力必須保證四極桿分析器和倍增器在施加高壓的操作過程中不致產生電弧, 同時使由于離子束與真空中存在的氣體分子的碰撞而產生的散射不致過于嚴重。離子進入加有直流和射頻電壓的四極桿過濾器的一端, 桿上施加的射頻電壓使所有離子偏轉進入一個振蕩路徑而通過極棒。

    電感耦合等離子體質譜儀由以下幾部分組成: ①樣品引入系統; ②離子源; ③接口部 ; ④離子聚焦系統; ⑤質量分析器; ⑥檢測系統。此外, 儀器中還配置真空系統、供電 系統以及用于儀器控制和數據處理的計算機系統。典型的 ICP - MS 儀器的基本結構見下圖:


上述內容主要引自《電感耦合等離子體質譜原理和應用》,李冰,楊紅霞著。









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