实验室介绍
时间：2025/3/25 17:29:29
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通过电感耦合等离子体（ICP） 将样品离子化，利用质谱（MS） 按质荷比（m/z）分离并定量分析元素。样品经雾化、等离子体高温电离后形成离子束，通过质量分析器（如四极杆）筛选特定 m/z 的离子，由检测器（如电子倍增器）计数，实现痕量元素的定性与定量检测。
| 组件 | 功能与特点 |
|---|---|
| 进样系统 | - 雾化器：将样品溶液转化为气溶胶（如同心雾化器，效率约 1-5%）； - 雾化室：冷凝除去大颗粒，维持稳定气溶胶（常用双通玻璃雾化室）； - 样品引入方式：液体进样（常规）、固体进样（激光烧蚀 LA-ICP-MS）、气体进样。 |
| 等离子体源（ICP） | - 组成：高频发生器（如 27.12MHz）、三同心石英炬管（外管通冷却气 Ar，中管通辅助气 Ar，内管通载气 Ar 携带样品）； - 温度：6000-10000K，确保样品完全电离（离子化效率 > 90%）。 |
| 接口系统 | - 采样锥（镍或铂）：从等离子体中截取离子束（孔径 0.7-1mm）； - 截取锥：进一步聚焦离子，形成真空过渡（两级锥间维持 1-10Pa 真空）。 |
| 质量分析器 | - 四极杆（最常用）：通过射频 + 直流电压筛选离子，扫描范围 m/z 2-260（如检测 Li到 U2）； - 磁质谱（MC-ICP-MS）：高分辨率，用于同位素精确测定（如 Sr 同位素比值）； - 飞行时间（TOF-ICP-MS）：快速多元素同步分析。 |
| 检测器 | - 电子倍增器（SEM）：检测低浓度离子（10级），线性范围 10； - 法拉第杯：检测高浓度离子，抗饱和。 |
| 行业 | 检测对象举例 |
|---|---|
| 环境监测 | 水中重金属（Hg、Cd、Pb）、土壤中微量元素（As、Cr）、大气颗粒物中痕量元素。 |
| 地质与矿产 | 岩石 / 矿物中稀土元素（REE）、同位素比值（如Sr 用于地质定年）、矿石品位分析。 |
| 食品与药品 | 食品中重金属污染物（如大米中 Cd）、保健品中微量元素（Zn、Se）、药品中无机杂质（As、Pb）。 |
| 半导体与材料 | 高纯试剂 / 超纯水中痕量金属（如 Fe、Cu，要求 < 10级）、纳米材料中元素分布（配合激光烧蚀）。 |
| 生命科学 | 生物样品中元素分析（如血液中 Hg 含量）、同位素示踪（如Cu 标记药物代谢研究）。 |
| 对比项 | ICP-MS | 原子吸收光谱（AAS） | 电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES） |
|---|---|---|---|
| 检测限 | 0.1-10 ng/L（痕量） | 1-100 ng/L（微量） | 1-1000 ng/L（微量） |
| 同时检测能力 | 可同步分析 70 + 元素 | 单元素逐一检测 | 可同时分析多元素（约 30-50 种） |
| 同位素分析 | 支持（如Y/Sr 比值） | 不支持 | 不支持 |
| 样品通量 | 高（自动进样器可处理数百样品） | 中 | 高 |
| 仪器成本 | 高（50-200 万元） | 低（10-50 万元） | 中（30-100 万元） |
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