ICP质谱仪的工作原理

发布时间:2025-07-30 14:34

  ICP质谱仪是一种高度灵敏的分析技术,用于检测和定量分析液体样品中的微量至痕量元素。它结合了电感耦合等离子体(ICP)作为离子源和质谱仪(MS)作为检测器,能够对大多数元素进行ppb(十亿分之一)甚至ppt(万亿分之一)级别的检测。ICP质谱仪的工作原理具体如下:
  1.样品引入与雾化
  样品通常以溶液形式被引入系统中。通过蠕动泵或自动进样器将样品送入雾化器,在这里样品被转化为细小的气溶胶颗粒。
  2.电感耦合等离子体(ICP)
  这些气溶胶颗粒随后进入由高频电磁场产生的高温(约7000K)氩气等离子体中。在如此高的温度下,样品中的所有分子几乎完全分解为原子,并进一步电离成正离子。由于电子热运动能量远高于电离能,因此可以获得很高的电离效率。
  3.质量过滤
  经过电离后的离子束随后进入质谱仪部分。在这里,首先通过一个接口(如锥孔)将离子从高真空环境下的ICP中提取出来。
  接着,这些离子会经过一系列聚焦和筛选过程,最终到达质量分析器。常见的质量分析器类型包括四极杆、飞行时间(TOF)、扇形磁场等。它们根据离子的质量/电荷比(m/z)来分离不同种类的离子。
  4.检测与定量
  分离后的离子被探测器捕捉并转换为电信号。基于每个特定m/z值对应的信号强度,可以确定样品中存在的元素种类及其浓度。
  为了准确量化,通常需要使用已知浓度的标准溶液建立校准曲线。

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