ICPMS原理课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ICP-MS,分析原理,什么是,ICP-MS,一种分析元素的方法,元素：铅、铝、铁等,利用,质谱,离子：,Pb,+,、,Al,+,、,Fe,+,等,在哪里产生,电感耦合等离子体,质谱法,质谱法就是通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比（,M/Z,）大小进行分离并记录其信息的分析方法。所得结果以图谱表达，即所谓的质谱图（亦称质谱，,Mass Spectrum,）。,ICP-MS,中的有关概念,原子序数：原子核中的质子数，也是电中性原子中的电子数。,同位素：质子数和电子数相同，但中子数不同的元素。,质量数：某一特定的同位素的原子核中的质子数和中子数之和。,AMU,：原子质量单位，一个质子或中子的质量。,质量数,原子序数,B,11,5,B,10,5,每一种元素都是不同的，因为它们有各自的质子、电子和中子。,每个元素可以一系列不同的质量数，叫同位素，例如，铅有,204,，,206,，,207,，,208,四个同位素。,并不是所有的元素都有多个同位素，例如铍就只有一个质量数,9,，所以质量数,9,的丰度是,100%,。,铅的四个同位素则有不同的丰度，分别是：,Pb204=1.4%,，,Pb206=24.1%,，,Pb207=22.1%,，,Pb208=52.4%,。,当能量足够高时，将使原子失去一个或多个电子，这就是电离。,B(5n,5p,4e),+,+e,-,中子,质子,电子,轨道,等离子体（,Plasma,）一般是指电离度超过,0.1%,被电离了的气体，这种气体不仅含有中性原子和分子，而且含有大量的电子和离子，且电子和正离子的浓度处于平衡状态，从整体来看是处于中性的。从广义来讲像火焰和电弧的高温部分、火花放电、太阳和恒星表面的电离层等都是等离子体。,如何使待测元素离子化？,ICP(Inductive Coupled Plasma),ICP,是由高频发生器和等离子体炬管组成。,1.,晶体控制高频发生器,石英晶体作为振源，经电压和功率放大，产生具有一定频率和功率的高频信号，用来产生和维持等离子体放电。,2.,炬管与雾化器,三层同心石英玻璃炬管置于高频感应线圈中，等离子体工作气体从管内通过，试样在雾化器中雾化后，由中心管进入火焰；,外层,Ar,从切线方向进入，保护石英管不被烧熔，并用来点燃等离子体；,3.ICP,产生原理,当高频发生器接通电源后，高频电流,I,通过感应线圈产生交变磁场,(,绿色,),。,开始时，管内为,Ar,气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大,(,数百安,),，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。,等离子体的能量很大，有将近,10000K,。几乎所有的进入到等离子体的分子都能被电离，从而被,ICP-MS,测定。,ICP-MS,中的同位素,例：镍,Ni,的,ICP-OES,谱图,存在很多条发射线,Ni,的,ICP-MS,谱图,简单的图谱和更高的灵敏度是,ICP-MS,比,ICP-AES,优越之处。,ICP-MS,的基本结构和原理图,Ion Mirror Optics for ICP-MS,Focuses all analyte ions into the mass analyzer,irrespective of the energy spread,不想要的离子如光子、中子,静电场,四极杆质谱仪是一个由四个平行的导电棒组成的质量过滤器，只有具有一定质荷 比的离子才能通过，质量不符合要求的离子或与棒相碰撞或离开棒之间的轨道，被真空泵抽出系统。,ICP-MS,的优点,常规对,ppb,级或以下的元素进行分析。,多元素同时分析。,分析范围宽,75,种元素。,线性范围可达,8,个数量级。,对有些元素检测限小于,1ppt,。,谱线简单。,能分析同位素。,