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全譜ICP質(zhì)譜(全譜電感耦合等離子體質(zhì)譜)介紹
全譜ICP質(zhì)譜(通常指飛行時(shí)間電感耦合等離子體質(zhì)譜，TOF-ICP-MS)是一種基于飛行時(shí)間質(zhì)量分析器的高通量元素分析技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全質(zhì)量范圍內(nèi)同位素的瞬時(shí)同步檢測(cè)。相比傳統(tǒng)的四極桿ICP-MS，全譜技術(shù)在多元素快速分析、瞬態(tài)信號(hào)處理及同位素比值測(cè)定中展現(xiàn)顯著優(yōu)勢(shì)。
?一、工作原理
?1、離子化與傳輸?
樣品經(jīng)霧化器進(jìn)入高溫等離子體(~8000K)，離子化后通過(guò)接口錐(Sampler/Skimmer Cone)提取至真空系統(tǒng)。
2?、質(zhì)量分離與檢測(cè)?
?飛行時(shí)間質(zhì)量分析器(TOF)?：離子經(jīng)加速電場(chǎng)后以相同動(dòng)能進(jìn)入無(wú)場(chǎng)漂移管，質(zhì)量小的離子飛行時(shí)間短，質(zhì)量大的飛行時(shí)間長(zhǎng)，通過(guò)檢測(cè)飛行時(shí)間差異實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分離。
?全譜同步采集：?jiǎn)未蚊}沖(μs級(jí))即可捕獲全質(zhì)量范圍(如Li~U)的離子信號(hào)，避免四極桿掃描的時(shí)間延遲。
3、?數(shù)據(jù)處理?
通過(guò)高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)記錄所有離子到達(dá)時(shí)間，結(jié)合校準(zhǔn)曲線(xiàn)將時(shí)間轉(zhuǎn)換為質(zhì)荷比(m/z)，生成完整質(zhì)譜圖。
?二、核心性能優(yōu)勢(shì)
| ?參數(shù)? | ?TOF-ICP-MS? | ?四極桿ICP-MS? |
|---|---|---|
| ?檢測(cè)模式? | 全譜同步檢測(cè)（所有m/z同時(shí)采集） | 順序掃描（逐點(diǎn)測(cè)量） |
| ?分析速度? | 每秒＞50,000張譜圖 | 每秒10-20個(gè)質(zhì)量數(shù) |
| ?動(dòng)態(tài)范圍? | 10?-10?（單次脈沖） | 10?（需分段掃描） |
| ?同位素比值精度 | ≤0.1% RSD（短期） | ≤0.3% RSD（受掃描速度限制） |
| ?瞬態(tài)信號(hào)分析? | 支持單脈沖（如激光燒蝕、單顆粒分析） | 需多次掃描，易丟失信號(hào)細(xì)節(jié) |
?三、典型應(yīng)用場(chǎng)景
?1、多元素快速分析?
?環(huán)境監(jiān)測(cè)：水體、土壤中痕量重金屬(As、Cd、Hg等)同步檢測(cè)，單次進(jìn)樣完成30+元素分析。
?生物醫(yī)學(xué)：血清、組織中必需/毒性元素(Fe、Zn、Pb)高通量篩查。
2?、瞬態(tài)信號(hào)解析?
?激光燒蝕(LA)?：礦物微區(qū)元素分布成像，空間分辨率<10μm。
?單顆粒ICP-MS(spICP-MS)?：納米顆粒(Ag、TiO?)數(shù)量濃度與粒徑分布測(cè)定。
3、?同位素比值分析?
?地質(zhì)年代學(xué)：U-Pb、Sr-Nd同位素比值測(cè)定，精度媲美多接收器ICP-MS(MC-ICP-MS)。
?食品安全溯源：鉛、鍶同位素指紋追蹤葡萄酒、咖啡產(chǎn)地。
?四、儀器結(jié)構(gòu)組成
| 模塊? | ?功能與關(guān)鍵技術(shù)? |
|---|---|
| ?進(jìn)樣系統(tǒng)? | 高精度霧化器）、旋流霧室，耐HF酸（可選配） |
| ?離子源? | 自激式RF發(fā)生器，功率1.2-1.6kW，配備三錐接口降低背景噪聲 |
| ?質(zhì)量分析器? | 正交加速TOF，質(zhì)量分辨率＞6000 |
| ?檢測(cè)器? | 雙模檢測(cè)器（模擬/計(jì)數(shù)模式），動(dòng)態(tài)范圍覆蓋1-10? cps |
| ?數(shù)據(jù)處理? | 實(shí)時(shí)去卷積算法，消除質(zhì)量干擾（如??Ar³?Cl對(duì)??As的影響） |
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