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賽默飛電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)工作原理

更新時間:2024-11-16點擊次數(shù):887

賽默飛電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)

賽默飛電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)是一款專為超痕量元素分析設(shè)計的高靈敏度分析儀器。其結(jié)合了電感耦合等離子體(ICP)和質(zhì)譜(MS)技術(shù),能夠快速、精準地分析復雜基體中的多種元素,廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全、制藥、材料科學等領(lǐng)域。


ICP-MS的核心技術(shù)特點

  1. 高靈敏度與低檢測限

    • ICP-MS能夠檢測ppb(十億分之一)級別甚至更低濃度的元素含量,靈敏度。

    • 即使是復雜基體中的痕量元素,也能實現(xiàn)精確分析。

  2. 多元素同時檢測

    • ICP-MS可在一次分析中同時檢測多達70種元素,極大提升實驗效率。

    • 動態(tài)范圍寬,可從痕量到高濃度進行定量檢測。

  3. 強大的基體消除能力

    • 配備碰撞/反應池(如賽默飛QCell技術(shù)),有效去除基體干擾和同質(zhì)異位體干擾,確保高精度結(jié)果。

  4. 穩(wěn)定的等離子體源

    • 使用高頻射頻發(fā)生器生成高溫等離子體,能夠高效激發(fā)元素,確保離子化效率和結(jié)果穩(wěn)定性。

  5. 靈活進樣與自動化

    • 支持液體、固體、氣體樣品的進樣,適應不同實驗需求。

    • 自動化樣品處理模塊可實現(xiàn)無人值守運行,提高實驗室生產(chǎn)力。

  6. 智能化軟件支持

    • 配備賽默飛專屬的軟件(如 Thermo Scientific Qtegra),提供用戶友好的操作界面。

    • 自動數(shù)據(jù)處理、報告生成和方法優(yōu)化功能,減少人為干預。


工作原理

  1. 樣品霧化與引入

    • 樣品通過霧化器轉(zhuǎn)化為細小液滴,并通過載氣引入等離子體火炬。

  2. 離子化

    • 在高溫等離子體中,樣品中的元素被離子化,形成單一電荷的正離子。

  3. 質(zhì)量分析

    • 離子被導入質(zhì)譜分析器,根據(jù)質(zhì)荷比(m/z)進行分離和檢測。

  4. 數(shù)據(jù)采集

    • 檢測器記錄各離子信號強度,軟件將信號強度轉(zhuǎn)換為元素濃度。


主要型號與技術(shù)創(chuàng)新

  1. 賽默飛 iCAP RQ ICP-MS

    • 高靈敏度和超低檢測限,適合痕量元素和同位素比值分析。

    • 配備碰撞反應池,能有效消除干擾。

  2. 賽默飛 iCAP TQ ICP-MS

    • 三重四極桿技術(shù),提供無干擾的高精度結(jié)果。

    • 專為高復雜基體和法規(guī)合規(guī)性分析設(shè)計。

  3. 賽默飛 Neoma MC-ICP-MS

    • 多接收器質(zhì)譜設(shè)計,適合高精度同位素分析。

    • 廣泛應用于地質(zhì)、環(huán)境和同位素地球化學研究。


應用領(lǐng)域

  1. 環(huán)境監(jiān)測

    • 水質(zhì)中重金屬(如鉛、砷、汞)的超痕量分析。

    • 土壤和空氣顆粒物中的污染物檢測,滿足 EPA 和 ISO 標準。

  2. 食品安全

    • 檢測食品中的有毒元素(如鉛、鎘、砷)。

    • 營養(yǎng)元素分析,如鈣、鎂、鐵、鋅等。

  3. 制藥與生命科學

    • 符合 USP 232 和 ICH Q3D 標準,用于藥物中元素雜質(zhì)分析。

    • 生物體液中微量元素和同位素分析,用于臨床研究。

  4. 材料與化工

    • 分析高純金屬和合金中的雜質(zhì)元素。

    • 用于催化劑的痕量元素成分檢測。

  5. 地質(zhì)與礦產(chǎn)

    • 礦石和巖石中的痕量元素和稀有金屬檢測。

    • 同位素比值分析用于地質(zhì)年齡測定和資源評估。

  6. 能源與核工業(yè)

    • 燃料和廢料中的放射性元素分析。

    • 核電站的環(huán)境監(jiān)測和材料評估。


操作流程

  1. 樣品準備

    • 液體樣品需稀釋并酸化至適當濃度;固體樣品通過溶解或微波消解處理。

    • 確保樣品無顆粒物,避免堵塞霧化器。

  2. 儀器啟動

    • 打開氬氣供應和冷卻系統(tǒng),啟動等離子體。

    • 調(diào)整射頻功率和氣流參數(shù),確保等離子體穩(wěn)定。

  3. 方法設(shè)置

    • 根據(jù)分析需求選擇適當?shù)臋z測模式(標準模式或反應模式)。

    • 設(shè)置分析元素及質(zhì)量范圍,優(yōu)化信號靈敏度。

  4. 樣品檢測

    • 通過自動進樣系統(tǒng)逐個檢測樣品。

    • 實時監(jiān)控信號強度和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

  5. 數(shù)據(jù)處理

    • 軟件生成濃度報告,支持多種格式導出。

    • 數(shù)據(jù)可用于實驗報告或法規(guī)合規(guī)性驗證。

  6. 日常維護

    • 定期清洗霧化器、離子透鏡和碰撞反應池。

    • 檢查并更換耗材,保持儀器性能。


優(yōu)勢與局限性

優(yōu)勢:

  1. 靈敏度高

    • 能檢測到ppt(萬億分之一)級別的超痕量元素。

  2. 快速高效

    • 多元素同時檢測,一次進樣即可完成大部分分析需求。

  3. 抗干擾能力強

    • 配備碰撞反應池和三重四極桿技術(shù),消除基體效應和同質(zhì)異位體干擾。

  4. 應用廣泛

    • 涵蓋環(huán)境、食品、制藥、材料、地質(zhì)等多個領(lǐng)域。

局限性:

  1. 儀器復雜

    • 操作和維護需要經(jīng)過專業(yè)培訓。

  2. 運行成本高

    • 氬氣消耗和耗材更換費用較高。


總結(jié)

賽默飛 ICP-MS 是一款功能強大的分析儀器,適用于多領(lǐng)域的超痕量元素分析。其高靈敏度、快速檢測和抗干擾能力,為環(huán)境監(jiān)測、食品安全、制藥研究和地質(zhì)探索等領(lǐng)域提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。無論是日常檢測還是科研應用,賽默飛 ICP-MS 都是現(xiàn)代實驗室中的重要工具。


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