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《現(xiàn)代分析化學-電感耦合等離子體質(zhì)譜的原理,進展及應(yīng)用.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、現(xiàn)代分析技術(shù)學號：姓名：專業(yè)：分析化學班級：學院：化學學院2016年12月28日電感耦合等離子體質(zhì)譜的原理，進展及應(yīng)用摘要:電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(ICP-MS)是一種有效用于元素檢測的現(xiàn)代分析方法。該技術(shù)除了提供極低的檢測限，寬的動態(tài)線性范圍，干擾少，分析精密度高，可進行多種元素的同時快速分析，可與多種分離技術(shù)及樣品前處理以及進樣方法相結(jié)合等優(yōu)勢。文中簡述了ICP-MS的基本原理和儀器構(gòu)造，ICP-MS技術(shù)在生物樣品、藥品、食品等樣品中的應(yīng)用進展，著重介紹了其在環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境科學研究中的應(yīng)用，最后探討了ICP-MS與液相色譜、氣相色譜和毛細管電泳的聯(lián)用技術(shù)
2、發(fā)展趨勢，并指出隨著我國國力的增強,經(jīng)濟的發(fā)展將會使ICP-MS越來越普及，其應(yīng)用范圍也將會大大拓寬。1引言電感耦合等離子體質(zhì)譜(inductivelycoupledplasmamassspectrometry,簡稱ICP-MS)，是將感耦合等離子體技術(shù)（ICP）與質(zhì)譜技術(shù)（MS）聯(lián)合起來的一種新分析方法[1-2]。自1980年美國Iowa大學AITIes實驗室的Houk和Fassel等人以及英國Surrey大學的Gray等聯(lián)名發(fā)表了“里程碑”文章至今已有三十多年”。1983年由加拿大的Sciex公司和英國VG公司先后推出的商品化儀器誕生以來，ICP-MS迅速
3、發(fā)展起來并成為一種新型分析測試技術(shù)。該技術(shù)除了可快速同時檢測元素周期表中除C、H、O等極少數(shù)元素外的絕大多數(shù)元素，還可應(yīng)用于同位素比值分析、形態(tài)分析方面，具有高靈敏度、干擾少、多元素同時分析等諸多優(yōu)勢因此ICP-MS技術(shù)已從最初的地質(zhì)科學研究廣泛應(yīng)用到環(huán)境、生化、醫(yī)學、冶金、材料和其它工業(yè)等領(lǐng)域[3-4]。Barnes曾預(yù)言“21世紀將是ICP-MS儀器激增的時代”馮先進等曾從樣品處理、進樣技術(shù)、內(nèi)標元素選擇等多方面綜述ICP-MS在地質(zhì)科學、生物與醫(yī)學、食品安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、材料科學、冶金工業(yè)、環(huán)境分析中的應(yīng)用。ICP-MS技術(shù)的發(fā)展至今已有幾十年歷史，目前仍
4、然是無機分析領(lǐng)域的研究熱點，本文重點將就以上各主要ICP-MS技術(shù)的特點及其近十年來在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,以及聯(lián)用技術(shù)進展做綜合介紹，并對其發(fā)展前景做展望。2ICP-MS的原理以及儀器構(gòu)造ICP-MS是一種將ICP技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合的分析儀器，ICP-MS的主要組成包括進樣系統(tǒng)、離子源、接口、離子透鏡、八極桿碰撞反應(yīng)池、四極桿濾質(zhì)器、檢測器及真空系統(tǒng)，附屬設(shè)備包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等。ICP作為質(zhì)譜的高溫離子源，利用在電感線圈上施加強大功率的高頻射頻信號在線圈內(nèi)部形成高溫，并在高溫炬管中蒸發(fā)、離解、原子化和電離，使大多數(shù)樣品中的元素都電離出一個電
5、子而形成了一價正離子。ICP中心通道溫度高達約7000K,引入的樣品完全解離,通過氣體的推動，保證了等離子體的平衡和持續(xù)電離，具有高的單電荷分析物離子產(chǎn)率、低的雙電荷離子、氧化物及其他分子復(fù)合離子產(chǎn)率,是比較理想的離子源。ICP-MS的接口由采樣錐和截取錐組成,兩錐之間為第1級真空。等離子體離子束以超音速通過采樣錐孔并迅速膨脹,形成超聲射流通過截取錐，中性粒子和光子在此被分離掉,而離子進入第二級真空的離子在離子透鏡的電場作用下聚焦成離子束并進入四極桿離子分離系統(tǒng)。這級真空的壓力必須保證四極桿分析器和倍增器在施加高壓的操作過程中不致產(chǎn)生電弧,同時使由于離子束與真
6、空中存在的氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的散射不致過于嚴重。離子進入加有直流和射頻電壓的四極桿過濾器的一端,桿上施加的射頻電壓使所有離子偏轉(zhuǎn)進入一個振蕩路徑而通過極棒。根據(jù)質(zhì)量/電荷比的不同依次分開。最后由離子檢測器進行檢測，然后由積分測量線路計數(shù)。電子脈沖的大小與樣品中分析離子的濃度有關(guān)。通過與已知的標準或參考物質(zhì)比較,實現(xiàn)未知樣品的痕量元素定量分析。自然界出現(xiàn)的每種元素都有一個簡單的或幾個同位素,每個特定同位素離子給出的信號與該元素在樣品中的濃度成線性關(guān)系。近年來,隨著人們對四極桿ICP-MS技術(shù)內(nèi)在缺陷的研究革新,等離子體質(zhì)譜的分析性能,尤其是同位素分析能力有了顯
7、著進步。當然,目前“ICP-MS”的概念,已經(jīng)不僅僅是最早起步的普通四極桿質(zhì)譜儀(ICP-QMS)了。它包括后來相繼推出的其他類型的等離子體質(zhì)譜技術(shù),比如高分辨扇形磁場等離子體質(zhì)譜儀(ICP-SFMS)、多接收器等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MCMS)、飛行時間等離子體質(zhì)譜儀(ICP-TOFMS)以及離子阱三維四極等離子體質(zhì)譜儀(DQMS)等。四極桿ICP-MS儀器也不斷升級換代,由于諸如動態(tài)碰撞反應(yīng)池(DRC)等技術(shù)的引入,分析性能大大改善。各種聯(lián)用技術(shù)如液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、離子色譜(1C)、氫化物發(fā)生(HG)等技術(shù)與ICP-MS聯(lián)用被廣泛運用
8、于在線分析、形態(tài)分析；而激光燒蝕(LA
