合肥学院：电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）的原理及其应用（PPT讲稿，汇报人：王玮）

电感耦合等离子体质谱仪( ICP-MS) 的原理及其应用 汇报人:王玮 2015.9.29

电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 的原理及其应用 汇报人：王 玮 2015.9.29

主要内容: 、 ICP-MS简介 二、 ICP-MSI的起源和发展 三、本中心的 ICP-MS 四、样品的制备和污染控制 五、 ICP-MS的应用 六、运行成本、维护和诊断

一、ICP-MS简介 二、ICP-MS的起源和发展 三、本中心的ICP-MS 四、样品的制备和污染控制 五、ICP-MS 的应用 六、运行成本 、 维护和诊断 主要内容：

、ICP-MS简介 1、什么是 ICP-MS ICP-MS全称是电感耦合等离子体质谱仪( Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry),它是一种将ICP技术和质谱技术结合在 起的分析仪器 ICP利用在电感线圈上施加的强大功率的射频信号在线圈包围区 域形成高温等离子体,并通过气体的推动,保证了等离子体的平衡和 持续电离,在 ICP-MS中,ICP起到离子源的作用,高温的等离子体使 大多数样品中的元素都电离出一个电子而形成了一价正离子

一、ＩＣＰ-ＭＳ简介 1、什么是ICP-MS ICP-MS全称是电感耦合等离子体质谱仪（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry），它是一种将ICP技术和质谱技术结合在 一起的分析仪器。 ICP利用在电感线圈上施加的强大功率的射频信号在线圈包围区 域形成高温等离子体，并通过气体的推动，保证了等离子体的平衡和 持续电离，在ICP-MS中，ICP起到离子源的作用，高温的等离子体使 大多数样品中的元素都电离出一个电子而形成了一价正离子

质谱是一个质量筛选器,通过选择不同质核比(m/z) 的离子通过并到达检测器,来检测某个离子的强度,进 而分析计算出某种元素的强度

质谱是一个质量筛选器，通过选择不同质核比（m/z） 的离子通过并到达检测器，来检测某个离子的强度，进 而分析计算出某种元素的强度

2、 ICP-MSI的优势和缺点 电感耦合等离子体质谱仪( (ICP-MS)是20世纪80年代早期发展 起来的商品化的分析技术,这项技术已经应用于几乎所有分析领域 内痕量、微量和常量元素的测定。该技术的优势包括: (1)元素覆盖范围宽:事实上 ICP-MS能测定几乎所有的元素, 包括碱金属、碱土金属、过渡金属和其它金属类金属、稀土元素 大部分卤素和一些非金属元素; (2)性能好:灵敏度高、背景信号低、检出限极低(大部分 在亚ngL-ppt级);

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) 是 20 世纪 80 年代早期发展 起来的商品化的分析技术， 这项技术已经应用于几乎所有分析领域 内痕量、微量和常量元素的测定。该技术的优势包括： （1）元素覆盖范围宽：事实上 ICP-MS 能测定几乎所有的元素， 包括碱金属 、碱土金属、过渡金属和其它金属类金属、 稀土元素 、 大部分卤素和一些非金属元素； （2）性能好：灵敏度高 、 背景信号低 、 检出限极低 （ 大部分 在亚 ng/L－ ppt 级 ）； 2、ICP-MS的优势和缺点

(3)分析速度快一由于四极杆分析器的扫描速度快,每个 样品全元素测定只需大约4分钟; (4)线性范围宽一一次测量线性范围能覆盖9个数量级; (5)能够提供同位素的信息; (6)优良的色谱检测器

（3）分析速度快— 由于四极杆分析器的扫描速度快，每个 样品全元素测定只需大约4 分钟； （4）线性范围宽— 一次测量线性范围能覆盖9 个数量级； （5）能够提供同位素的信息； （6）优良的色谱检测器

缺点 (1)运行费用高; (2)需要有好的操作经验 (3)样品介质的影响较大(TDS<0.2%) (4)ICP高温引起化学反应的多样化; (5)经常使分子离子的强度过高,干扰测量

缺点: （5）经常使分子离子的强度过高，干扰测量。 （4）ICP高温引起化学反应的多样化； （3）样品介质的影响较大（TDS < 0.2%）； （2）需要有好的操作经验； （1）运行费用高；

在分析实验室广泛应用的原子光谱测定技术中, ICP-MS由于 在速度、灵敏度、动态范围和元素测量范围中的优势而处于独 无二的地位(见表1)。能够快速测量高浓度的元素(μgL到 mgL或者ppb到pm级)的特点使其成为ICP-OES(电感耦合 等离子体发射光谱仪)的可行的替代方法。同时, ICP-MS在许多 痕量和超痕量元素测定中超越了 GFAAS(石墨炉原子吸收光谱法) 的检出能力(ngL或ppt浓度)

在分析实验室广泛应用的原子光谱测定技术中，ICP-MS由于 在速度 、灵敏度 、动态范围和元素测量范围中的优势而处于独一 无二的地位（见表1）。能够快速测量高浓度的元素（µg/L 到 mg/L 或者 ppb 到 ppm 级 ） 的特点使其成为ICP- OES（电感耦合 等离子体发射光谱仪）的可行的替代方法。同时，ICP-MS 在许多 痕量和超痕量元素测定中超越了GFAAS (石墨炉原子吸收光谱法) 的检出能力（ng/L 或 ppt 浓度 ）

ICP-MS能测量几乎所有的样品,并且实现了一次采集完成多 元素同时测定,同时提供同位素的信息,形态分析是 ICP-MS发展 最快的领域之一,即色谱技术与ICP-MS的联用,其中 ICP-MS作 为检测器测定样品中元素的化学价态,这些性能有助于实现ICP MS在所有领域的广泛应用,而且确立了 ICP-MS在痕量金属检测 技术中的首要地位

ICP-MS 能测量几乎所有的样品，并且实现了一次采集完成多 元素同时测定，同时提供同位素的信息，形态分析是ICP-MS 发展 最快的领域之一，即色谱技术与ICP-MS 的联用，其中 ICP-MS 作 为检测器测定样品中元素的化学价态，这些性能有助于实现ICP￾MS 在所有领域的广泛应用，而且确立了ICP-MS 在痕量金属检测 技术中的首要地位

与表1中列出的其他技术一样,在今后的几年内, ICP-MS将会继续 增加投资,因为随着生产力的发展,需要检测灵敏度更高的仪器 技术 金属 检测范围 点 缺点 ICP-MS 大多数金属 快速.灵敏.多元素,动态范围宽,总溶解固体量DS耐 和非金属 干扰容易控制 受性低 大多数金属 中等pb 干扰复杂,灵敏度相 ICP. DES 和部分非金属 中等pm 快速,多元素,高TDS对受性高 对较低 GFAA大多数金属(主要是P 单元素检測,动态范 Ni, Cd, Co, Cu, As, Se) ppr 灵敏,干扰少 围窄 氢化物AA 氢化物形成的元素 单元素检测,速度慢 复杂 冷蒸汽Hghg 灵敏,谱图简单,干扰少 单元素检測,速度慢 表1各种原子分析技术比较

与表1 中列出的其他技术一样，在今后的几年内，ICP-MS将会继续 增加投资 ， 因为随着生产力的发展， 需要检测灵敏度更高的仪器。 表1 各种原子分析技术比较