ICP-MS的特点与应用
时间:2024-11-19 阅读:283
ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)是一种高灵敏度、高分辨率的无机元素分析技术,通过高温等离子体将样品中的元素原子化、电离,并通过质谱仪分离和检测。
它具有检测限低、多元素同时分析、快速检测和宽线性范围等优势。广泛应用于环境监测、食品安全、生物医学、材料科学、地质研究及工业质量控制领域,可对痕量和超痕量元素进行分析。
工作原理
ICP-MS 的核心是利用高温等离子体作为离子化源,将样品中的元素原子化并电离成带电粒子,通过质谱仪根据质荷比(m/z)对离子进行分离和检测。
主要步骤
样品引入:液体样品通过雾化器进入等离子体,固体样品通常需要酸消解处理成溶液。
等离子体离子化:样品在高温(约7000-10000 K)的等离子体中被原子化和电离。
质量分析:离子进入质量分析器(通常为四极杆质谱仪),根据质荷比(m/z)分离。
检测与定量:检测器记录离子信号,结合标准曲线实现定量分析。
主要特点
- 高灵敏度:可检测元素浓度低至ppt(10⁻¹² g/mL)级别,适合痕量和超痕量元素分析。
- 多元素分析:一次运行可同时检测几十种元素。
- 宽线性范围:可覆盖ng/mL 到 ppm 的浓度范围,适合复杂样品。
- 快速分析:每个样品的分析时间通常为2-3分钟。
- 低检出限:比其他无机分析技术(如ICP-OES)具有更低的检测限。
- 同位素分析能力:可区分元素的同位素,应用于放射性研究、同位素示踪等领域。
应用领域
- 环境科学:水质监测(如重金属检测)、土壤和空气中的痕量元素分析。
- 食品安全:食品中的有毒元素(如铅、汞、砷、镉)检测。
- 生物医学:生物流体(如血液、尿液)中的痕量元素和同位素分析。
- 材料科学:金属材料中的杂质检测,半导体行业的纯度分析。
- 地质与考古:矿石、岩石中的稀土元素分析,同位素年代学研究。
- 工业质量控制:制造过程中的元素监测和分析。