ICP-MS简单培训资料

ICP-MS简洁培训资料一、ICP-MS简介ICP-MS全称电感耦合等离子体质谱〔InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometr，可分析几乎地球上全部元素Li-〕ICP-MS80ICP〔8000K〕电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。该技术供给了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简洁、干扰少、分析周密度高、分析速度快以及可供给同位素信息等分析特性。自1984进展到广泛应用于环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。被称为当代分析技术最感动人心的进展。ICP-MS的应用领域分布核工业:5%

法医，公安等:1%•射击残留物分析•核燃料的分析•放射性同位素的分析•初级冷却水的污染分析地质学:2%金属材料，合金等•土壤、矿石、沉积物•同位素比的争论•激光熔蚀直接分析固体样品

化工，石化等:4%R&DQA/QC

•特征材料的定性•来源分析•毒性分析环境:49%•饮用水、海水、环境水资源•食品、卫生防疫、商检等•土壤、污泥、固体废物•生产过程QA/QC，质量把握•烟草／酒类质量把握,鉴别真伪等Hg,As,Pb,Sn等的价态形态分析医药及生理分析6%•头发、全血、血清、尿样、生物组织等•医药争论，药品质量把握•药理药效等的生物过程争论

半导体:33%•高纯金属(电极)•高纯试剂(酸,碱,有机)Si晶片的超痕量杂质•光刻胶和清洗剂Date

AgilentRestricted

4二、ICP-MS仪器和原理介绍标准样品引入系统由两个主要局部组成：样品提升局部和雾化局部。样品提升局部可以使用蠕动泵或自提升的雾化器。蠕动泵用于提升样品或提升经T接头混合的样品/内标混和液，可以便捷地实现内标的在线参与。使用标准的1.02mm内径的样品管时，在0.1rps0.4ml/min。而内标管的0.19mm0.1rps转速下，蠕动泵提升内标的力气大约为20µl/min20倍，所以虽然我们要求引入系统的内50ppb1ppm(1000ppb)。注：即使用自提升的雾化器，仍需要使用蠕动泵，由于雾化器里的废液是通过蠕动泵排到废液桶中的。假设雾化器不排废液，将导致信号不稳定，假设过多的液体流入炬管，将导致熄火，对仪器造成危害。样品引入系统的其次局部是雾化器和雾化室。样品以泵入方式或者自提升方式进入雾化器后，在载气作用下形成小雾滴，并进入雾化室。大的、重的雾滴遇到雾化室壁后被排至废液中，只有小雾滴才可进入等离子体内。载气的流量打算了雾化效率，当载气流量不够大时，可以增加混合气流量以保证雾化效率(例如：进展冷等离子体试验时)。下面介绍Agilent的两种雾化器：高盐雾化器(Babington)全部的酸。雾化过程：样品从小孔流出，顺凹槽流下，与高速载气相遇，发生雾化。高盐泵引入样品。Babinton雾化器Babinton雾化器样品出口样品入口氩气入口氩气出口 同心雾化器(Concentric)：同心雾化器也是一种常用雾化器，由石英材料制成，因此除HF品引入毛细管中，毛细管四周喷出的载气将样品雾化。由于同心雾化器中的样品毛细管内径极细，简洁被固体颗粒堵塞，所以要求使用不含固体颗粒的纯洁样品。••同心雾化器样品入口氩气入口室的室壁，并由废液管排出。炬管和雾化室可以通过计算机x、y、z三维调控，调整准确度可达0.1mm；使用接头炬管箱至前方，便利用户直接维护锥和提取透镜。电感耦合等离子体的形成电感耦合等离子体的形成RF工作线圈〔内通循环水〕石英同心炬管射频电压诱导氩离子和电子快速震荡，产生热量(~8,000K)关心气Auxgas载气carriergas等离子气Plasmagas载气将样品气溶胶载到等离子体的中心，进而样品发生枯燥、去溶剂、解离、原子化和电离等过程(中心温度~6800K)TitleofPresentationDateAgilentRestricted11Agilent7500ICP-MS使用的是ICP仪器上通用的Fassel型炬管。这种炬管由三个同质的内插管，则可检测含HF的样品。炬管的一端深入工作线圈中，工作线圈可以诱导产生用于样品离子化的等离子体。为防止等离子体的高温将炬管溶化(等离子体的温度可以到达10,000K)，系统向炬管的最外层石英管中引入冷却气(又称等离子体气)，其流量达15L/min。冷却气/等离子体气的主气。在炬管其次层石英管中引入的是关心气，其流量大约为1L/min，其作用是将等离子体推离中心样品引入管的末端，同时维持等离子体“火焰”。载气从炬管的最中心管路进入炬管，同时将雾化室内形成的气溶胶带入炬管。载气流路(包括雾化器中引入的载气和混合气)的流量要足够大，保证可以在等离子体中心吹出一个“孔”，以将样品引入到等离子体中，实现样品的离子化；但载气流量又不能太大，以2.5mm1.2L/min。使用氩气作为等离子气的缘由：氩的第一电离能高于绝大多数元素的第一电离能(除He、F、Ne外)，且低于大多数元素的其次电离能(除Ca、Sr、Ba等)。质谱仪器分别并加以检测。ICP1〕As+,Pb+,Hg+,Cd+,Cu+,Zn+,Fe+,Ca+,K+,••••••2〕主体：Ar原子(>99.99％)未电离的样品基体：Cl,NaCl(H2O)n,SOn,POn,CaO,Ca(OH)n,FeO,Fe(OH)n,••••••〔以上部件在真空腔外〕、聚焦透镜、偏转透镜、偏置透镜、预四极杆、四极杆、检测器上〔按先后挨次依次削减，是实际样品分析时使仪器不稳定的主要因素，也是仪器污染的主要因素；ArO+,Ar+,ArH+,ArC+,ArCl+,ArAr,Ar基分子离子〕CaO+,CaOH+,SOn+,POn+,NOH+,ClO+〔样品基体产生，这些成分由于分子量与待测元素如Fe,Ca,K,Cr,As,Se,P,,Zn,Cu等的原子量一样，是测定这些元素的主要干扰；特别需要留意的是，1ppt浓度的样品元素在0.4mL/min〔Babinton雾化器，0.1rps〕速度进样时，相当于每秒进入仪器>10,000,000个原子；而在检测器得到的离子数在10－1000之间，即>99.99%提高灵敏度的后果是同时加大仪器受污染速度。碰撞／反响池系统有三种工作方式：CollisionalInducedDissociation〔干扰离子碰撞解离CID〕什么是碰撞诱导解离〔CID〕？这是一个通过中性分子的碰撞把能量传递给离子的过程。这种能量传递足以使分子键断裂和所选择的离子重排。为什么它那么重要？在70年月初期McLafferty(JACS,95,3886,1973)论证了从离子观测得的键断裂和重排，说明白CID是中性分子的分子构造的典型代表。在质谱图被获得之前，母离子在碰撞池或室中被打碎。可扫描子离子来猎取母离子的信息。通过碎片指纹分析，这种类型的数据可用于排序〔缩氨酸和糖〕，构造分析和分析物鉴定。分裂最常用的方法就是碰撞诱导解离(CID)，有时也称碰撞激发分解(CAD)。反响模式：电荷转移〔Reaction〕以H为例2+HArAr+eH反响模式：电荷转移〔Reaction〕以H为例2+HArAr+eHiitflicwith2TitleofPresentationDateAgilentRestricted24Agilent7500四级杆Agilent7500系列使用的是四级杆质量过滤器。四级杆由四根周密加工的双曲面杆平行成对儿排列而成。四级杆由纯钼材料制成，四个杆的中心空隙局部排列着离子束。RF电压和DC交替转变，产生了电磁场，与离子束发生相互作用。在特定的电压下，只有特定质量数的3000amu，相对于每秒时间内可以对整个质量范围扫描10次。致四极杆分别离子的力气降低。因此，仪器在四级杆之前使用了一个PlateBias透镜，并在其上施加电压以降低离子进入质量过滤器的速度。假设在该透镜上施加的是正电压(最大为+5V)，那么就更可以有效地降低离子速率，得到更好的峰形。重要：脉冲重要：脉冲/模拟双模式调谐(P/A调谐)!!随着待测样品浓度的变化，化学工作站可以自动切换脉冲和模拟模式为了得到良好的线性关系，需要进展做P/AFactor调谐。进展P/AFactor调谐所用的各个元素的计数值必需介于400,000和4,000,000cps之间，才能得到正确的P/A因子。假设测定的元素浓度范围很宽，脉冲和模拟两种模式都会用到，就必需常常进展P/AFactor调谐，才能得到准确的分析结果。TitleofPresentationDateAgilentRestricted32影响仪器检测力气的因素环境污染与试验室工作条件试验步骤的优化设计试剂污染因素购置适合测定要求的高纯试剂分子离子的干扰因素优化样品引入系统,干扰校正方法,屏蔽炬,冷等离子体技术,碰撞池或反响池记忆效应优化样品引入系统,加长冲洗时间,操作人员的素养接口效应，基体效应选择信号强度随着基体元素的基体效应、接口效应而与待测元素信号强度11.随机背景12.四极杆、离子透镜、真空系统等的优化组合设计三、ICPMS如遇到仪器有问题，先进入Diagnostics菜单，查看Errorlog一，Error1203，1218，1219点不着火最常见的缘由就是漏气导致氩气不纯。首先在仪器维护界面中purge管路，检查样品管是否在水中。检查与矩管连接的两路气Plasmagas和Auxgas接头是否拧紧。Spraychamber，连接收，矩管及雾化器安装是否正常废液管与spraychamber连接是否正常。EndCap与spraychamber间的密封圈是否老化。如问题还没有解决，摘下spraychamber和矩管中间的连接收。用封口膜封住矩管磨口端，点火。假设正常了，重复2到4检查矩管是否变形，如有shieldplate请检查shieldplate和石英bonnet是否变形。检查气瓶，减压表，及全部气路接口及管线是否漏气。plasma是否消灭。检查调谐参数中RFMatching数值是否合理〔1.6-1.7〕假设完成上述检查还不能点火请致电Agilent二，Error1208，2151，2152通常是真空问题，在由Standby→Analysis过程中门阀翻开后，IF/BK真空不能维持在450Pa以内1.首先检查样品锥锥孔是否变大，样品锥密封O圈是否老化2.plasma离锥口距离是否太大，调整矩管位置，调整Sampledepth3.检查机械泵油是否变色或缺油4.翻开仪器大盖，检查真空泵管是否松动三，Error21521.检查Purgevalve是否拧紧2.真空腔上盖是否关紧3.首先检查样品锥锥孔是否变大，样品锥密封O圈是否老化4.plasma离锥口距离是否太大，调整矩管位置，调整Sampledepth5.检查机械泵油是否变色或缺油6.依据维护光盘清洗PenningGauge中的BodyTube，如还不正常右键点击仪器把握面板上侧的蓝条，选中CmdlineOncommandlin中输入如下命令scwrite“fake:ain:pgan1,0.0004E-4Pa再输入scwrite“frcd:bout:pganoff”关掉Penninggauge四，灵敏度低检查氩气压力是否正常首先检查雾化器样品提升是否正常，将样品管从水中抽出再放入，观看样品管中有无气泡提升或者取下EndCap在维护菜单中翻开氩气阀，将Carriergas设为1L/min,直接观看雾化效果检查spraychamber，connector及矩管连接是否正常清洗整个进样系统和样品锥及截取锥观看矩管中心通道是否变形或堵塞检查炬管位置是否正确7．检查Axis和Resolution是否正常检查离子透镜固定螺丝是否拧紧假设仪器在反响池模式灵敏度低首先检查在无气体模式时灵敏度是否符合要求。的根本操作、开机、开电脑〔密码3000hanove，打印机；2、翻开仪器的总电源开关〔在仪器后面的下角〕和前面的电源开关；3、双击桌面的“ICP-MSTOP”图标 进入工作站，如以以下图所示：4从Instument菜单中选择“Instrumentcontrol”或者单击“Instrumentcontrol”图标 进入以以下图所示的仪器把握界面。Vacuum” 菜单中选择vacuumon，抽真空，第一次开机需要抽过夜。仪器状态从“SHUTDOWN”到“STANDBY”状态转换。状态从界面的上方的标题栏看出，如以以下图MeterMeterControlPane空、水流量、环境温度、雾室温度、气体压力及射频功率进展实时监测。最多同时可选5项〕一般选择以下几项IF/BKPressur接口及背压阀压力；WaterTemperaturS/CTemperature雾室温度；ForwardPower入射功率；ReflectedPower反射功率6MaintenancReactionGaOpenBypassValv，设置所需反响气流量2-5mL/mi即可;2mL/min吹扫过夜。7、仪器状态转换为“STANDBY”状态后，开氩气〔0.7Mpa〕,循环水、排风。卡上蠕动泵管，样品管必需放入DIW(去离子水)中，假设连有内标管，亦放入DIW中。8MaintenancSampleIntroduction进入如以以下图设置检查确认“Inputs”显示与“Outputs”CloseSampleIntroductionMaintenanc界面。9Instumentcontrol界面选择“Plasma”菜单中的“PlasmaON”进展点火，仪器由“Standby”状态向“Analysis”状态转换。假设已经开机一段时间，每天使用仪器，可直接从步骤6开头做。、调谐1、点火后，30Miin预热仪器，点击“ICP-MSTop”画面的“Tune” 图标示的调谐画面。

进入以以下图所2、将样品管放入1ppb调谐液中。在菜单“ALS”中，如调谐液在89号位，可在输入框108Start89100，则Stop1.2.3.号位中，1ALS”菜单中，将进样管移至1号位点击“Start”看质荷比56的信号响应度，假设在1800以下，则表示正常，点击“Stop”停顿采集这时可以保存，在“File”的菜单下点击“Savetunevalues3、单击“区分率/质量轴调谐”图标 ，进入区分率/质量轴调谐画面。点击“Start”按钮“Stop”/质量轴是否到达要求如(CeO/Ce)≤1%，(Ce2+/Ce)≤3.0%。否则调整参数。4、P/AFactor调谐〔一般一个月做一次将内标管插入1ppm“Tune”菜单，选择“P/AFactor”，选“hot”模式，点击“run”按钮，仪器将自动得到P/AFactorTuning报告。、建立方法”2、消灭以以下图；点击“OK”后消灭以以下图，输入对方法的描述4、在“MethodComments”中输入方法注解。如“Thisisthetestmethod Acquisition”和“DataAnalysis”，点击“OK”按钮，进入以下画面。5、在“SelectSampleType”画面，将SampleBLK、CalStd、QuantBLK、Sample全部add到右边框中。点击“OK”按钮。6、在“AcquisitionMode”界面，选中“Spectrum”选项，点击“OK”按钮，进入如以以下图8、点击“PeriodicTable进如下一界面；9、点击“ClearAll”ISTDNa,Mg,K,Ca,Fe,V,Cr,As,Cu,Ni,Zn,Hg,Pb,Cd等及内标元素ISTDSc,Ge,In,Bi。点右键为不选该元素，双击选中的元素，则可以选择元素的不同质量数，点击“OK”进入下一界面。11“SeteveryMass”“Repetition”窗口输入“3”“2”。然后在“IntegrationTime[sec]”窗口，设定为0.3sec；Se,Cd,Hg---2sec；As---1Sec。一般较难电离的元素所需要积分的时间较长些，设为0.3甚至更长，一般简洁电离的元素设为0.1s即可。点击“OK”进入下一界面。12、因本界面都为ALS的清洗及蠕动泵的提升速率，时间的设定，都设定好了的，不需转变，接点“OK”按钮进入以下界面1NewLoadElementlistFromCurrentMethod”OKConfigureIS/TDAnalysis”选择内标元素dOK1OKVISVISONIS/TDVISUni〕Ca的浓度为1mg/L，则选择mg/L，Level1的浓度为0，则写为0，Level2的浓度为1，则写为1，Ag的Level2下写为10，Ag的单位为ug/L，选中Level2下，Ca和Ag的浓度，点击右键，选择子菜单中的“Conc.Multiply”选择标品的OK13、点击“OK”消灭以下界面点击“OK”后消灭以下界面15、点击“OK”按钮，进入下一画面。1Ch12OYe完毕。、采集数据1、在图