电感耦合等离子体质谱法原理

时间:2025-02-15 14:53:34 网络游戏

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是一种将电感耦合等离子体(ICP)的高温电离特性与质谱(MS)的高灵敏度检测功能相结合的分析技术。其工作原理主要包括以下几个步骤:

样品引入与雾化

样品通常以液体形式通过雾化器进入仪器,并转化为细小的雾滴。这个过程依赖于喷雾室的喷嘴和气流系统,将液体样品转化为气体状态。

电感耦合等离子体(ICP)

雾化后的样品气溶胶通过载气(通常是氩气)输送至ICP源。ICP由一个高频交流电源和一个水冷的环形电极组成。在电源的激励下,气体在电磁场的作用下被激发,形成高温(约6000-8000 K)的等离子体。

高温等离子体使样品中的元素转化为原子或离子状态。由于电离效率较高,仪器能够检测到元素的低浓度。

离子传输与质量分析

离子化后的样品通过质谱仪的接口进入质谱系统。带电的离子通过电场被传输至质谱仪的四极杆分析器。四极杆质谱分析器是一种能够根据离子质量/电荷比(m/z)选择性过滤离子的装置。

离子通过四极杆之后,进入检流器进行检测。常用的检流器是电离子计(例如,电子倍增管),它能够有效地放大信号,并实时记录离子的数量。

检测与数据处理

检测器记录每种离子的信号强度,信号强度与元素浓度成正比。数据处理软件将信号转化为定量分析结果。

ICP-MS具有高灵敏度、高准确性和宽线性范围,适用于多种元素(包括痕量和超痕量元素)的定性和定量分析。它广泛应用于自然资源勘探、环境和监管、医疗和制药、材料和冶金、核和纳米技术等领域。