电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)是一种用于测定超痕量元素和同位素比值的仪器。其工作原理如下:
雾化器:
将溶液样品送入等离子体光源。
高温汽化与解离:
在高温下,溶液样品汽化并解离出离子化气体。
离子收集:
通过铜或镍取样锥收集离子化气体中的离子。
分子束形成:
在低真空约133.322帕压力下,离子形成分子束。
截取板:
分子束通过1~2毫米直径的截取板进入四极质谱分析器。
质量分离:
在四极质谱分析器中,离子经过滤质器进行质量分离。
离子探测:
分离后的离子到达离子探测器,探测器计数与浓度的比例关系用于测定元素的含量或同位素比值。
ICP-MS的优点包括:
低检出限:可达ng/ml或更低。
基体效应小:能够减少样品基体对测定的干扰。
谱线简单:元素谱线简单,便于分析。
多元素同时测定:能够同时测定多种元素。
宽动态线性范围:适用于宽范围的浓度测定。
快速同位素比值测定:能够快速测定同位素比值。
在地质学中,ICP-MS广泛应用于岩石、矿石、矿物、包裹体以及地下水中的微量、痕量和超痕量金属元素,某些卤素元素、非金属元素及元素的同位素比值的测定。