ICP-MS的原理与应用、日常保养及注意事项
ICP-MS的原理与应用、日常保养及注意事项
ICP-MS的原理
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是一种集成了等离子体技术和质谱技术的分析仪器，自1984年商品仪器推出以来，已经被广泛应用于各个领域。ICP-MS的工作原理主要包括以下几个步骤：
等离子体的形成：在ICP-MS中，一个由电感线圈产生的高频射频信号会在线圈内部形成高温等离子体。这个过程是通过气体的推动来维持等离子体的平衡和持续电离的。
样品的处理：被分析的样品通过蠕动泵送入雾化器，形成气溶胶，然后由载气带入等离子体焰炬中心区。在这里，样品会发生蒸发、分解、激发和电离。
离子的生成：高温的等离子体会使样品中的大多数元素电离出一个电子，形成一价正离子。
离子的传输和检测：通过ICP-MS的接口，等离子体中的离子会被有效地传输到质谱仪中。质谱仪会通过选择不同质核比（m/z）的离子来检测到某个离子的强度，从而分析计算出某种元素的强度。
ICP-MS的应用
ICP-MS因其高灵敏度和多元素同时分析的能力，被广泛应用于各个领域。以下是一些典型的应用示例：
应用领域 | 例子 |
|---|---|
环境样品分析 | 自来水、地表水、地下水、海水以及各种土壤、污泥、废弃物等的分析 |
半导体行业 | 高纯试剂、高纯金属、Si、GaAs晶片的超痕量杂质分析 |
食品分析 | 卫生防疫、商检、烟及酒等食品的质量控制 |
生物、医药、临床研究 | 头发血样、尿样、生物组织的分析以及药品质量控制等 |
法医应用 | 射击残留物分析、特征材料的定性定量分析等 |
环境毒理、生命科学等领域 | Cr、Hg、As、Pb、Sn等元素的价态、形态分析 |
钢铁合金、玻璃、陶瓷和矿冶等样品分析 | |
地质学及同位素比研究 | |
石油化工样品分析 | |
核工业分析 |
综上所述，ICP-MS作为一种强大的分析工具，不仅能够提供元素种类的信息，还能进行同位素比例的测定，其在各个领域的应用范围非常广泛。
ICP-MS日常保养及注意事项
日常保养
进样系统
雾化器：要求样品要全溶解，不含沉淀或漂浮物。若有少量沉淀，应用滤膜过滤。避免使用HF或氟化物，以防损坏矩管和雾化器。
蠕动泵：定期检查泵管，确保其良好状态。使用后应松开泵夹，延长使用寿命。
离子源-矩管：定期清洗矩管，检查气体连接管是否积碳或积盐。积碳或积盐时，可将其浸入浓硝酸中煮沸。
冷却水系统
- 定期更换冷却水，约每半年更换一次，并添加抑菌剂。每年检查水接头，防止漏水。
接口-双锥
- 清洗采样锥和截取锥，使用棉棒蘸超纯水轻轻擦拭，并用超纯水冲净后晾干。
气路系统
- 定期检查内外气路，防止漏气。注意养成良好的用气习惯，确保气瓶压力在正常范围内。
机械泵
- 每个月检查机械泵油，保证泵油液面在最大、最小刻度线之间，颜色正常、洁净。脏了要及时更换。
透镜系统
- 提取透镜一般最好由专业维修人员维修检查。日常使用中应注意清洁，以防污染。
真空系统
- 无需日常维修保养，保持仪器的真空状态即可。有问题时联系仪器厂家。
关机流程
- 按照规范流程关机，包括先关闭等离子体，再关闭循环冷却水，最后松开蠕动泵管。
注意事项
避免频繁开关机：ICP-MS应避免短时间频繁开关机。不使用时，建议每周开机一次，以维持仪器性能。
雾化器维护：雾化器是进样系统的重要部件，需要定期维护。测试过程中要定期用10%HNO3或王水浸泡清洗，并用无水乙醇洗并烘干装好。
防止污染物进入：在清洗或维护过程中，注意防止颗粒物或其他污染物进入仪器内部，可能导致仪器性能下降或损坏。
规范操作：严格按照操作指南进行日常操作和维护，不规范的操作可能会导致仪器使用寿命缩短。
专业维修：对于某些部件的维护和修理，如透镜系统的深度清洁和机械泵油的更换，建议由专业维修人员进行。
通过上述的日常保养及注意事项，可以有效延长ICP-MS仪器的使用寿命并保持其最佳性能。