ICPMS课程3ICPMS中的干扰.ppt

Li
Na Al
K Sc V Mn Co Ga
Ru Rb Y Nb Pd In
Lanthanides
Cs
Hf
Tl Pb Ra
Be
Mg
Si
Ca
Cu
Ti Fe
Cr Ni
Ge Sr Zr Tc Mo Rh Ag Cd
Sn Ba Sb
Ta Re W Os
Bi
Ac
Po
Zn
B
Te
Pt
As
Au
40
P
20
S
0
C O Ne Cl Ar
Signal
Lithium 7
B 1
Na
0.5
Zn
Cd
Rb Cs
0
0
50
100 150
基体元素的
Au
U Tl
200 250
Low eV High eV
基体元素与分析元素的摩尔比 = 1000:1
基体效应 – 对中质量分析元素的影响 Rhodium 103
Signal
B 1
Na
0.5
Zn
Cd
Rb Cs
(2)
Kr So equation 1 and 2 becomes:
Se ArCl
75As = 75M - {[77M - { 82Se (0.874)}] (3.127)}
As 75As = 75M - 77M(3.127) + 82Se(2.733)
(3)
But, there is Krypton at 82…
0 He N F10
20
Se
Br
30
Kr 40
I
Xe
50
60
Rn Hg Ir
70
80
90
信号抑制
Sensitivity
% NaCl
0.00 0
0.05
0.10
0.50
1.00
2.00
5.00
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
10ppb Co in NaCl Matrix
基体效应 – 对低质量分析元素的影响
增加等离子体中的停留时间 增大采样深度 大直径炬内管以降低气溶胶速度
条件最佳化以减少在等离子体中形成的干扰[2]
为电离提供尽可能高的能量 高入射功率 降低样品和载气流速 限制/减少易电离元素基体，必要时采取稀释
条件最佳化以减少在等离子体中形成的干扰[3]
停留时间为毫秒级. 关键是优化等离子体能量输入 以保证样品基体彻底解离
80
Se
78
Se
76
Se
质谱干扰
选择无干扰同位素
➢ 如137Ba代替138 Ba
最佳化仪器以减少干扰
➢ 氧化物、双电荷离子
ShieldTorch
➢ 减少具有高电离能的多原子离子 ➢ 消除 ArO ➢ 消除 ArH

条件最佳化以减少在等离子体中形成的干扰[1]
减少 ‘基体’ 量 低样品提升量 减少含水量 冷却雾化室 去溶剂方式
82Se = 82M - { 83Kr ( 82Kr abundance / abundance 83Kr ) }
82Se = 82M - { 83Kr ( 1.009 ) }
(4)
So equation 3 and 4 becomes:
75As = 75M - 77M(3.127) + {[82M - {83Kr (1.009)}](2.733)}
75As = 75M - 77M(3.127) + 82M(2.733) - 83M(2.757)
干扰校正方程 - Agilent 7500
非质谱干扰
总固体溶解量 高质量元素
高质量元素影响低质量元素的信号. (空间电荷效应)
易电离元素
有限的电离能被易电离元素如 Na 和 K所消耗.
高溶解固体量的影响
75As = 75M - { 77ArCl ( 3.127 ) }
(1)
But there is Se at m/z 77...
77ArCl = 77M - { 82Se ( 77Se abundance / 82Se abundance) }
77ArCl = 77M - { 82Se ( 0.874 ) }
双电荷离子
88Sr++ on 44 Ca
Relative signal
75 76 77 78 79 80 81 82 83
As 干扰校正
1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2
0
m/z
75As = 75M - { 77ArCl (35Cl abundance / 37Cl abundance) }
0
0
50
100 150
Au
Tl U
200 250
基体元素的质量
基体元素与分析元素的摩尔比 = 1000:1
Low eV High eV
Matrix Effects - on High Mass Analyte Thorium 232
Signal
B 1
Na
0.5
Zn
Cd
Rb Cs
Au Tl U
0
0
50 100 150 200 250
第三章
ICP-MS中的干扰
ICP-MS中的干扰
质谱干扰
不能分辨的相同质量的干扰
非质谱干扰
源于样品基体
质谱干扰
同量异位素 多原子
氩聚合物Argides 氧化物 其它 (如 氯化物、 氢化物等.) 双电荷离子
同量异位素干扰
Isotopes AMU % Abundance
V
50
0.25
+
气溶胶干燥
粒子解离
通过采样锥后，分析元素 以 M+ 离子存在
形成原子并电离
等离子体温度对电离程度的影响
degree of ioniztaion
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
0
5
10
Ionization potential
5000 K 6000 K 7000 K 8000 K
15
有效的气溶胶解离过程
大孔径炬内管使气溶胶扩散，在气溶胶干燥时减少聚集冷却而且减少 了样品沉积在内管表面的可能e
氧化物和双电荷离子
Ratio (%)
6 5 4 3 2 1 0
-5
0
5 10 15 20
Temp. (degreeC)
Ce2+ Ba2+ CeO BaO
质谱干扰的解决办法
排除基体
螯合法 色谱法Chromatography 电热蒸发法（ETV） 去溶剂法Desolvation
膜去溶 热去溶
干扰校正方程
干扰校正方程
ICP-MS 分析中用于校正元素、双电荷和多原子同量异位素干扰的数学 方程.
同量异位素
204 Hg on 204 Pb
多原子离子
75ArCl on 75As
基体元素的质量
基体元素与分析元素的摩尔比 = 1000:1
Low eV High eV
空间电荷 接口和透镜区域
++
+ +
+
+
++
+ +
+
+
+ +
++
++
+
+
++ ++
+
+
电离抑制 等离子体区域
Zn
- Na+
-NNN-aaa+++---Na-N+--a-+N-a-+
-- -
-Na+ --NaZ-+n-
信号抑制 沉积到采样锥和截取锥上 沉积到离子透镜系统
第一电离能
(eV)
He
25
Ne
第一电离能
He 24.58eV
20
F
Ar
Ar 15.75eV
15
N
Kr
10 5
O
Cl
Br
Xe
C Be
P Mg S
Fe Zn As
Mn Co
Se
I
Mo
Ru Pd
Cd Sb
B Li
Si
Al Na
Ti Ca
Cr Sc KV
--Na+
-
- Zn
Na+ Zn
Na Na+ + eZn+ + e- Zn
如何克服基体效应
稀释样品 内标法 标准加入 基体消除
色谱分离 ETV 膜去溶
Ti
50
5.4
Cr
50
4.35
Zr
96
Ru 96
Mo 96
2.8 16.68 5.52
Ba 138
71.7
La 138
0.09
Ce 138
0.25
多原子离子干扰
Interferent m/z Overlaps with
N2+
28
Si
NO+
30
Si
O2+
32
S
34
S
Ar+
40
Ca
Ar0+
56
Fe
Ar2+
Ni Cu Ge Ga
Y Zr Nb
Rh Ag
Te Sn
Lanthanides
Sr Tc In
Ba
Rb
Cs
Au
Rn
Ir Hg
Ta Os W
Pt
Po Pb
Ac
Hf Re
Bi
Tl
Ra
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
原子序数
电离能
电离效率
Ionization efficiency (%)
100 80 60