现代分析技术学号:姓名:专业:分析化学班级:学院:化学学院2016年12月28日电感耦合等离子体质谱得原理,进展及应用摘要:电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)就是一种有效用于元素检测得现代分析方法。该技术除了提供极低得检测限,宽得动态线性范围,干扰少,分析精密度高,可进行多种元素得同时快速分析,可与多种分离技术及样品前处理以及进样方法相结合等优势。文中简述了ICP-MS得基本原理与仪器构造,ICP-MS技术在生物样品、药品、食品等样品中得应用进展,着重介绍了其在环境监测与环境科学研究中得应用,最后探讨了ICP-MS与液相色谱、气相色谱与毛细管电泳得联用技术发展趋势,并指出随着我国国力得增强,经济得发展将会使ICP-MS越来越普及,其应用范围也将会大大拓宽。1引言电感耦合等离子体质谱(inductivelycoupledplasmamassspectrometry,简称ICP-MS),就是将感耦合等离子体技术(ICP)与质谱技术(MS)联合起来得一种新分析方法[1-2]。自1980年美国Iowa大学AITIes实验室得Houk与Fassel等人以及英国Surrey大学得Gray等联名发表了“里程碑”文章至今已有三十多年”。1983年由加拿大得Sciex公司与英国VG公司先后推出得商品化仪器诞生以来,ICP-MS迅速发展起来并成为一种新型分析测试技术。该技术除了可快速同时检测元素周期表中除C、H、O等极少数元素外得绝大多数元素,还可应用于同位素比值分析、形态分析方面,具有高灵敏度、干扰少、多元素同时分析等诸多优势因此ICP-MS技术已从最初得地质科学研究广泛应用到环境、生化、医学、冶金、材料与其它工业等领域[3-4]。Barnes曾预言“21世纪将就是ICP-MS仪器激增得时代”冯先进等曾从样品处理、进样技术、内标元素选择等多方面综述ICP-MS在地质科学、生物与医学、食品安全、农业生产、材料科学、冶金工业、环境分析中得应用。ICP-MS技术得发展至今已有几十年历史,目前仍然就是无机分析领域得研究热点,本文重点将就以上各主要ICP-MS技术得特点及其近十年来在不同领域得应用,以及联用技术进展做综合介绍,并对其发展前景做展望。2ICP-MS得原理以及仪器构造ICP-MS就是一种将ICP技术与质谱技术相结合得分析仪器,ICP-MS得主要组成包括进样系统、离子源、接口、离子透镜、八极杆碰撞反应池、四极杆滤质器、检测器及真空系统,附属设备包括循环冷却水系统、供气系统、通风系统等。ICP作为质谱得高温离子源,利用在电感线圈上施加强大功率得高频射频信号在线圈内部形成高温,并在高温炬管中蒸发、离解、原子化与电离,使大多数样品中得元素都电离出一个电子而形成了一价正离子。ICP中心通道温度高达约7000K,引入得样品完全解离,通过气体得推动,保证了等离子体得平衡与持续电离,具有高得单电荷分析物离子产率、低得双电荷离子、氧化物及其她分子复合离子产率,就是比较理想得离子源。ICP-MS得接口由采样锥与截取锥组成,两锥之间为第1级真空。等离子体离子束以超音速通过采样锥孔并迅速膨胀,形成超声射流通过截取锥,中性粒子与光子在此被分离掉,而离子进入第二级真空得离子在离子透镜得电场作用下聚焦成离子束并进入四极杆离子分离系统。这级真空得压力必须保证四极杆分析器与倍增器在施加高压得操作过程中不致产生电弧,同时使由于离子束与真空中存在得气体分子得碰撞而产生得散射不致过于严重。离子进入加有直流与射频电压得四极杆过滤器得一端,杆上施加得射频电压使所有离子偏转进入一个振荡路径而通过极棒。根据质量/电荷比得不同依次分开。最后由离子检测器进行检测,然后由积分测量线路计数。电子脉冲得大小与样品中分析离子得浓度有关。通过与已知得标准或参考物质比较,实现未知样品得痕量元素定量分析。自然界出现得每种元素都有一个简单得或几个同位素,每个特定同位素离子给出得信号与该元素在样品中得浓度成线性关系。近年来,随着人们对四极杆ICP-MS技术内在缺陷得研究革新,等离子体质谱得分析性能,尤其就是同位素分析能力有了显著进步。当然,目前“ICP-MS”得概念,已经不仅仅就是最早起步得普通四极杆质谱仪(ICP-QMS)了。它包括后来相继推出得其她类型得等离子体质谱技术,比如高分辨扇形磁场等离子体质谱仪(ICP-SFMS)、多接收器等离子体质谱仪(ICP-MCMS)、飞行时间等离子体质谱仪(ICP-TOFMS)以及离子阱三维四极等离子体质谱仪(DQMS)等。四极杆ICP-MS仪器也不断升级换代,由于诸如动态碰撞反应池(DRC)等技术得引入,分析性能大大改善。各种联用技术如液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、离子色谱(1C)、氢化物发生(HG)等技术与ICP-MS联用被广泛