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ICP-MS的特點與應用
ICP-MS(電感耦合等離子體質譜)是一種高靈敏度、高分辨率的無機元素分析技術,通過高溫等離子體將樣品中的元素原子化、電離,并通過質譜儀分離和檢測。
它具有檢測限低、多元素同時分析、快速檢測和寬線性范圍等優勢。廣泛應用于環境監測、食品安全、生物醫學、材料科學、地質研究及工業質量控制領域,可對痕量和超痕量元素進行分析。
工作原理
ICP-MS 的核心是利用高溫等離子體作為離子化源,將樣品中的元素原子化并電離成帶電粒子,通過質譜儀根據質荷比(m/z)對離子進行分離和檢測。
主要步驟
樣品引入:液體樣品通過霧化器進入等離子體,固體樣品通常需要酸消解處理成溶液。
等離子體離子化:樣品在高溫(約7000-10000 K)的等離子體中被原子化和電離。
質量分析:離子進入質量分析器(通常為四極桿質譜儀),根據質荷比(m/z)分離。
檢測與定量:檢測器記錄離子信號,結合標準曲線實現定量分析。
主要特點
- 高靈敏度:可檢測元素濃度低至ppt(10?12 g/mL)級別,適合痕量和超痕量元素分析。
- 多元素分析:一次運行可同時檢測幾十種元素。
- 寬線性范圍:可覆蓋ng/mL 到 ppm 的濃度范圍,適合復雜樣品。
- 快速分析:每個樣品的分析時間通常為2-3分鐘。
- 低檢出限:比其他無機分析技術(如ICP-OES)具有更低的檢測限。
- 同位素分析能力:可區分元素的同位素,應用于放射性研究、同位素示蹤等領域。
應用領域
- 環境科學:水質監測(如重金屬檢測)、土壤和空氣中的痕量元素分析。
- 食品安全:食品中的有毒元素(如鉛、汞、砷、鎘)檢測。
- 生物醫學:生物流體(如血液、尿液)中的痕量元素和同位素分析。
- 材料科學:金屬材料中的雜質檢測,半導體行業的純度分析。
- 地質與考古:礦石、巖石中的稀土元素分析,同位素年代學研究。
- 工業質量控制:制造過程中的元素監測和分析。