ICP-MS的特点与应用

ICP-MS的特点与应用

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

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。