电感耦合等离子体

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电感耦合等离子质谱技术与应用 侧重点： ICP-MS 仪器硬件工作原理及其 在不同行业中的应用方法。
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电感耦合等离子质谱应用实例 侧重点： ICP-MS 仪器在针对不 同样品的 应用方法开发，不同行业样品分 析的综合解决方案。
从而完成元素定性和定量的测定方法: 1、ICP – 电感耦合等离子体
• 离子源 • 氩等离子体 (中心通道温度达7000 K) 2、MS – 质谱 • 四极杆质量过滤器 • 检测系统
元素分析技术（离子） 痕量元素分析 同位素比率
ICP-MS 概述
ICP-MS 在元素分析仪器中的定位
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电感耦合等离子体（ICP）和质谱（MS）技术的联 姻是20世纪80年代初分析化学领域最成功的创举，也 是分析科学家们最富有成果的一次国际性技术合作， 从1980年第一篇ICP-MS可行性文章发表到1983年第一 台商品化仪器的问世只有3年时间。
ICP-MS 概述
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“ICP-MS”的概念已经不仅仅是最早期起步的四极杆 质谱仪了，相继出现了多种类型的等离子体质谱仪： 主要类型包括：
被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流 中，然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等 离子体中心区；
等离子的高温使样品去溶剂化、汽化解ຫໍສະໝຸດ Baidu和电离；
部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统，在 真空系统内，正离子被拉出并按其质荷比分离；
检测器将离子转化为电子脉冲，然后由积分测量线 路计数；
电子脉冲的大小与样品中分析离子的浓度有关，通 过与已知的标准或参比物质比较，实现未知样品的痕 量元素定量分析。
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ICP-MS 基本原理和仪器基本构造
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离子源
检测系统
四极杆
离子聚焦系统
样
品
质量分析器
引
接口部分
入
系
Turbo
Turbo
统
Pump
Pump
Rotary Pump
真空系统
Rotary Pump
ICP-MS真空系统
质谱仪的几大共性
• ICP-TOFMS－飞行时间等离子体质谱仪
• Inductively Coupled Plasma Time-of-Flight (TOF) Mass Spectrometer
• DQ-MS－离子阱三维四极等离子体质谱仪
ICP-MS 概述
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ICP-QMS:四极杆电感耦合等离子体质谱仪 一种利用ICP产生离子，而后以四极杆质谱进行分析，
ICP-MS 概述
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ICP-MS 概述
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ICP-MS ？
Inductively coupled plasma mass spectrometry
中文：电感耦合等离子体质谱仪
ICP-MS 是以电感耦合等离子体作为离子源， 以质谱进行检测的无机多元素分析技术。
• ICP-QMS－四极杆质谱仪
（包括带碰撞反应池技术(动态反应池(Dynamic Reaction Cell))的四极杆质谱仪）
• ICP-SFMS－高分辨扇形磁场等离子体质谱仪
•
double focusing magnetic sector field ICP-MS—ELEMENT 2
• ICP-MCMS－多接受器等离子体质谱仪
属元素的形态分析
缺点:
• 运行费用高 • 需要有好的操作经验 • 样品介质的影响较大（ TDS < 0.2%） • ICP高温引起化学反应的多样化，经常使分子离子的强度过高，
干扰测量。
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ICP-MS 基本原理和仪器基本构造
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Varian ICP-MS 客户培训讲义
Varian 810/820-MS 基本原理
美国瓦里安公司
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ICP-MS 基本原理和仪器基本构造
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电感耦合等离子体质 谱仪组成部分： ① 样品引入系统 ② 离子源 ③ 接口 ④ 离子聚焦系统
支持系统： 核心部
分
• 真空系统； • 水冷系统； • 配电系统； • 仪器控制和数据处理
的计算机系统
⑤ 质量分析器
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⑥ 检测系统
Good Good >68 3 Orders 0.1-1% 0.5-10%
No No Almost None Many None Low
ICP-MS 概述
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• 检出限优于GFAA(石墨炉原子吸收法) • 比GFAA大得多的线性范围
意味着更少的稀释
• 与全谱直读ICP-OES一样的多元素分析能力和分析速 度
ICP-MS 概述
各种元素分析技术的比较
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检测限 样品处理能力 分析元素 线性范围 精度 盐含量 半定量 同位素分析 光谱干扰 化学干扰 质量数影响 运行成本
ICP-MS
Excellent Best >75
9 Orders 0.5-3% 0.1-0.4%
Yes Yes Few Moderate Yes High
ICP-OES
Very Good Best >73
8 Orders 0.3-2% 2-15%
Yes No Common Few None High
GFAAS
Excellent Worst >50
2 Orders 1-5% > 20% No No
Very Few Many None
Medium
FAAS
• 独特的同位素分析能力 • 干扰因素较少，擅长分析难测定元素
如稀土元素,贵金属,铀等
• 具有全质量扫描能力，可以进行半定量分析 快速的样品筛选
• 能与色谱分析联用进行元素形态研究
ICP-MS 概述
优点:
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• 多元素快速分析 (>75) • 动态线性范围宽 • 检测限低 • 在大气压下进样，便于与其它进样技术联用（HPLC-ICP-MS） • 可进行同位素分析、单元素和多元素分析，以及有机物中金