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電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是由哪幾部分結(jié)構(gòu)組成的呢?

更新時(shí)間:2025-02-13      點(diǎn)擊次數(shù):155
  電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是一種高精度、高靈敏度的分析儀器,其工作原理基于電感耦合等離子體技術(shù)和質(zhì)譜分析技術(shù)的結(jié)合。首先,通過霧化器將溶液樣品送入等離子體光源,在高溫下汽化并解離出離子化氣體。這些離子經(jīng)過取樣錐進(jìn)入低真空環(huán)境中形成分子束,再經(jīng)過四極質(zhì)譜分析器進(jìn)行質(zhì)量分離,最終到達(dá)離子探測器。根據(jù)探測器的計(jì)數(shù)與濃度的比例關(guān)系,可以測出元素的含量或同位素比值。
  電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面:
  1、離子源
  高溫等離子體產(chǎn)生:通過在電感線圈上施加強(qiáng)大的高頻射頻信號,在線圈內(nèi)部形成高溫等離子體。這種等離子體溫度高,通常可達(dá)8000K左右,能夠使大多數(shù)樣品中的元素電離出一個(gè)電子而形成一價(jià)正離子。
  氣體推動與平衡:利用氣體的推動作用,保證了等離子體的平衡和持續(xù)電離,使離子源穩(wěn)定地產(chǎn)生離子。
  2、進(jìn)樣系統(tǒng)
  多形式進(jìn)樣:要求所有樣品以氣體、蒸汽和細(xì)霧滴的氣溶膠或固體小顆粒的形式進(jìn)入中心通道氣流中。針對不同樣品性狀,有多種引入方式,如溶液氣動或超聲方式引入、電熱蒸發(fā)方式引入、激光或火花方式引入、氣體發(fā)生方式引入等。
  高效傳輸:進(jìn)樣系統(tǒng)將處理后的樣品有效地傳輸?shù)降入x子體中,確保樣品能夠充分離子化。
  3、接口部分
  壓力匹配:接口是整個(gè)儀器最關(guān)鍵的部分之一,其功能是將等離子體中的離子有效傳出到質(zhì)譜。由于質(zhì)譜和等離子體之間存在溫度、壓力和濃度的巨大差異,接口技術(shù)需要解決如何將高溫、常壓下的等離子體中的離子有效地傳輸?shù)礁哒婵铡⒊叵碌馁|(zhì)譜儀的難題。
  離子傳輸穩(wěn)定性:必須使足夠多的等離子體在兩個(gè)壓力差別非常大的區(qū)域之間有效傳輸,而且在離子傳輸?shù)娜^程中,不應(yīng)該產(chǎn)生任何影響最終分析結(jié)果可靠性的反應(yīng),即樣品離子在性質(zhì)和相對比例上不應(yīng)有變化。
  4、質(zhì)量分析器
  四極桿過濾器:利用靜電透鏡系統(tǒng)將穿過截取錐的離子拉出來,輸送到四極桿濾質(zhì)器。四極桿的工作是在四根電極之間的空間產(chǎn)生一隨時(shí)間變化的特殊電場,只有給定質(zhì)荷比(m/z)的離子才能獲得穩(wěn)定的路徑而通過極棒,從其另一端出射,實(shí)現(xiàn)離子的質(zhì)量分離。
  快速掃描:四極桿掃描速度很快,大約每100毫秒可掃描整個(gè)元素覆蓋的質(zhì)量范圍,能夠快速地對不同質(zhì)荷比的離子進(jìn)行檢測和分析。
  5、檢測系統(tǒng)
  離子檢測:經(jīng)過質(zhì)量分析器分離后的離子進(jìn)入檢測器,檢測器對進(jìn)入的離子個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),從而得到最終的元素的含量或同位素比值等信息。
  高靈敏度檢測:具有很高的靈敏度,能夠檢測到極低含量的元素,檢出限可達(dá)納克每毫升或更低水平。
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