ICP-MS的原理與應(yīng)用、日常保養(yǎng)及注意事項(xiàng)
ICP-MS的原理
電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS) 是一種集成了等離子體技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的分析儀器,自1984年商品儀器推出以來,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。ICP-MS的工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟13:
1. 等離子體的形成:在ICP-MS中,一個(gè)由電感線圈產(chǎn)生的高頻射頻信號會在線圈內(nèi)部形成高溫等離子體。這個(gè)過程是通過氣體的推動來維持等離子體的平衡和持續(xù)電離的。
2. 樣品的處理:被分析的樣品通過蠕動泵送入霧化器,形成氣溶膠,然后由載氣帶入等離子體焰炬中心區(qū)。在這里,樣品會發(fā)生蒸發(fā)、分解、激發(fā)和電離。
3. 離子的生成:高溫的等離子體會使樣品中的大多數(shù)元素電離出一個(gè)電子,形成一價(jià)正離子。
4. 離子的傳輸和檢測:通過ICP-MS的接口,等離子體中的離子會被有效地傳輸?shù)劫|(zhì)譜儀中。質(zhì)譜儀會通過選擇不同質(zhì)核比(m/z)的離子來檢測到某個(gè)離子的強(qiáng)度,從而分析計(jì)算出某種元素的強(qiáng)度。
ICP-MS的應(yīng)用
ICP-MS因其高靈敏度和多元素同時(shí)分析的能力,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。以下是一些典型的應(yīng)用示例5:
應(yīng)用領(lǐng)域 | 例子 |
環(huán)境樣品分析 | 自來水、地表水、地下水、海水以及各種土壤、污泥、廢棄物等的分析 |
半導(dǎo)體行業(yè) | 高純試劑、高純金屬、Si、GaAs晶片的超痕量雜質(zhì)分析 |
食品分析 | 衛(wèi)生防疫、商檢、煙及酒等食品的質(zhì)量控制 |
生物、醫(yī)藥、臨床研究 | 頭發(fā)血樣、尿樣、生物組織的分析以及藥品質(zhì)量控制等 |
法醫(yī)應(yīng)用 | 射擊殘留物分析、特征材料的定性定量分析等 |
環(huán)境毒理、生命科學(xué)等領(lǐng)域 | Cr、Hg、As、Pb、Sn等元素的價(jià)態(tài)、形態(tài)分析 |
鋼鐵合金、玻璃、陶瓷和礦冶等樣品分析 | |
地質(zhì)學(xué)及同位素比研究 | |
石油化工樣品分析 | |
核工業(yè)分析 |
綜上所述,ICP-MS作為一種強(qiáng)大的分析工具,不僅能夠提供元素種類的信息,還能進(jìn)行同位素比例的測定,其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常廣泛。
ICP-MS日常保養(yǎng)及注意事項(xiàng)
日常保養(yǎng)
進(jìn)樣系統(tǒng)
· 霧化器:要求樣品要全溶解,不含沉淀或漂浮物。若有少量沉淀,應(yīng)用濾膜過濾。避免使用HF或氟化物,以防損壞矩管和霧化器1。
· 蠕動泵:定期檢查泵管,確保其良好狀態(tài)。使用后應(yīng)松開泵夾,延長使用壽命1。
· 離子源-矩管:定期清洗矩管,檢查氣體連接管是否積碳或積鹽。積碳或積鹽時(shí),可將其浸入濃硝酸中煮沸1。
冷卻水系統(tǒng)
· 定期更換冷卻水,約每半年更換一次,并添加抑菌劑。每年檢查水接頭,防止漏水1。
接口-雙錐
· 清洗采樣錐和截取錐,使用棉棒蘸超純水輕輕擦拭,并用超純水沖凈后晾干1。
氣路系統(tǒng)
· 定期檢查內(nèi)外氣路,防止漏氣。注意養(yǎng)成良好的用氣習(xí)慣,確保氣瓶壓力在正常范圍內(nèi)1。
機(jī)械泵
· 每個(gè)月檢查機(jī)械泵油,保證泵油液面在最大、最小刻度線之間,顏色正常、潔凈。臟了要及時(shí)更換1。
透鏡系統(tǒng)
· 提取透鏡一般最好由專業(yè)維修人員維修檢查。日常使用中應(yīng)注意清潔,以防污染2。
真空系統(tǒng)
· 無需日常維修保養(yǎng),保持儀器的真空狀態(tài)即可。有問題時(shí)聯(lián)系儀器廠家2。
關(guān)機(jī)流程
· 按照規(guī)范流程關(guān)機(jī),包括先關(guān)閉等離子體,再關(guān)閉循環(huán)冷卻水,最后松開蠕動泵管3。
注意事項(xiàng)
避免頻繁開關(guān)機(jī)
· ICP-MS應(yīng)避免短時(shí)間頻繁開關(guān)機(jī)。不使用時(shí),建議每周開機(jī)一次,以維持儀器性能4。
霧化器維護(hù)
· 霧化器是進(jìn)樣系統(tǒng)的重要部件,需要定期維護(hù)。測試過程中要定期用10%HNO3或王水浸泡清洗,并用無水乙醇洗并烘干裝好4。
防止污染物進(jìn)入
· 在清洗或維護(hù)過程中,注意防止顆粒物或其他污染物進(jìn)入儀器內(nèi)部,可能導(dǎo)致儀器性能下降或損壞2。
規(guī)范操作
· 嚴(yán)格按照操作指南進(jìn)行日常操作和維護(hù),不規(guī)范的操作可能會導(dǎo)致儀器使用壽命縮短3。
專業(yè)維修
· 對于某些部件的維護(hù)和修理,如透鏡系統(tǒng)的深度清潔和機(jī)械泵油的更換,建議由專業(yè)維修人員進(jìn)行24。
通過上述的日常保養(yǎng)及注意事項(xiàng),可以有效延長ICP-MS儀器的使用壽命并保持其最佳性能。
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