赛默飞电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)工作原理
时间：2024-11-16 阅读：279
赛默飞电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）
赛默飞电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）是一款专为超痕量元素分析设计的高灵敏度分析仪器。其结合了电感耦合等离子体（ICP）和质谱（MS）技术，能够快速、精准地分析复杂基体中的多种元素，广泛应用于环境监测、食品安全、制药、材料科学等领域。
ICP-MS的核心技术特点
高灵敏度与低检测限
ICP-MS能够检测ppb（十亿分之一）级别甚至更低浓度的元素含量，灵敏度。
即使是复杂基体中的痕量元素，也能实现精确分析。
多元素同时检测
ICP-MS可在一次分析中同时检测多达70种元素，极大提升实验效率。
动态范围宽，可从痕量到高浓度进行定量检测。
强大的基体消除能力
配备碰撞/反应池（如赛默飞QCell技术），有效去除基体干扰和同质异位体干扰，确保高精度结果。
稳定的等离子体源
使用高频射频发生器生成高温等离子体，能够高效激发元素，确保离子化效率和结果稳定性。
灵活进样与自动化
支持液体、固体、气体样品的进样，适应不同实验需求。
自动化样品处理模块可实现无人值守运行，提高实验室生产力。
智能化软件支持
配备赛默飞专属的软件（如 Thermo Scientific Qtegra），提供用户友好的操作界面。
自动数据处理、报告生成和方法优化功能，减少人为干预。
工作原理
样品雾化与引入
样品通过雾化器转化为细小液滴，并通过载气引入等离子体火炬。
离子化
在高温等离子体中，样品中的元素被离子化，形成单一电荷的正离子。
质量分析
离子被导入质谱分析器，根据质荷比（m/z）进行分离和检测。
数据采集
检测器记录各离子信号强度，软件将信号强度转换为元素浓度。
主要型号与技术创新
赛默飞 iCAP RQ ICP-MS
高灵敏度和超低检测限，适合痕量元素和同位素比值分析。
配备碰撞反应池，能有效消除干扰。
赛默飞 iCAP TQ ICP-MS
三重四极杆技术，提供无干扰的高精度结果。
专为高复杂基体和法规合规性分析设计。
赛默飞 Neoma MC-ICP-MS
多接收器质谱设计，适合高精度同位素分析。
广泛应用于地质、环境和同位素地球化学研究。
应用领域
环境监测
水质中重金属（如铅、砷、汞）的超痕量分析。
土壤和空气颗粒物中的污染物检测，满足 EPA 和 ISO 标准。
食品安全
检测食品中的有毒元素（如铅、镉、砷）。
营养元素分析，如钙、镁、铁、锌等。
制药与生命科学
符合 USP 232 和 ICH Q3D 标准，用于药物中元素杂质分析。
生物体液中微量元素和同位素分析，用于临床研究。
材料与化工
分析高纯金属和合金中的杂质元素。
用于催化剂的痕量元素成分检测。
地质与矿产
矿石和岩石中的痕量元素和稀有金属检测。
同位素比值分析用于地质年龄测定和资源评估。
能源与核工业
燃料和废料中的放射性元素分析。
核电站的环境监测和材料评估。
操作流程
样品准备
液体样品需稀释并酸化至适当浓度；固体样品通过溶解或微波消解处理。
确保样品无颗粒物，避免堵塞雾化器。
仪器启动
打开氩气供应和冷却系统，启动等离子体。
调整射频功率和气流参数，确保等离子体稳定。
方法设置
根据分析需求选择适当的检测模式（标准模式或反应模式）。
设置分析元素及质量范围，优化信号灵敏度。
样品检测
通过自动进样系统逐个检测样品。
实时监控信号强度和数据稳定性。
数据处理
软件生成浓度报告，支持多种格式导出。
数据可用于实验报告或法规合规性验证。
日常维护
定期清洗雾化器、离子透镜和碰撞反应池。
检查并更换耗材，保持仪器性能。
优势与局限性
优势：
灵敏度高
能检测到ppt（万亿分之一）级别的超痕量元素。
快速高效
多元素同时检测，一次进样即可完成大部分分析需求。
抗干扰能力强
配备碰撞反应池和三重四极杆技术，消除基体效应和同质异位体干扰。
应用广泛
涵盖环境、食品、制药、材料、地质等多个领域。
局限性：
仪器复杂
操作和维护需要经过专业培训。
运行成本高
氩气消耗和耗材更换费用较高。
总结
赛默飞 ICP-MS 是一款功能强大的分析仪器，适用于多领域的超痕量元素分析。其高灵敏度、快速检测和抗干扰能力，为环境监测、食品安全、制药研究和地质探索等领域提供了可靠的数据支持。无论是日常检测还是科研应用，赛默飞 ICP-MS 都是现代实验室中的重要工具。