電感耦合等離子體質譜儀(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，簡稱ICP-MS)是一種高靈敏度、高精確度的分析儀器，用于元素分析和定量測量。它將電感耦合等離子體(ICP)和質譜(MS)結合起來，能夠對樣品中的各種元素進行分析和檢測。

　　工作原理

　　ICP-MS主要包括以下幾個主要步驟：

　　1.電感耦合等離子體(ICP)產生：通過在氬氣環(huán)境下施加高頻電場，將樣品中的氣體轉化為高溫等離子體。ICP通常在數(shù)千攝氏度的溫度下運行，使得樣品中的原子被激發(fā)或電離。

　　2.離子抽?。和ㄟ^引入氣體流動并設置適當?shù)碾妶觯瑢⒃诘入x子體中形成的離子抽取出來。

　　3.質譜分析：離子從抽取系統(tǒng)中進入質譜部分。在這里，離子會經過質量分析器，根據(jù)它們的質荷比(m/z)來分離和選擇。質譜器可以使用磁場、電場和/或飛行時間原理進行質譜分析。

　　4.檢測和數(shù)據(jù)處理：質譜儀使用離子檢測器來檢測離子，并將其轉化為電信號。這些信號經過放大和數(shù)字化后，進行數(shù)據(jù)處理和分析得到最終結果。

　　原理圖
 

　　等離子體

　　等離子體又叫做電漿，是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質，它廣泛存在于宇宙中，常被視為是除去固、液、氣外，物質存在的第四態(tài)。

　　等離子體是一種很好的導電體，利用經過巧妙設計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體物理的發(fā)展為材料、能源、信息、環(huán)境空間，空間物理，地球物理等科學的進一步發(fā)展提新的技術和工藝。

　　電感耦合

　　電感耦合是指一種雷電與電纜之間的電磁感效應。

　　耦合亦稱“交連”。耦合現(xiàn)象就是兩個或兩個以上電路構成一個網絡時，其中某一電路的電流或電壓發(fā)生變化，影響其他電路發(fā)生相應變化的現(xiàn)象。也就是說，通過耦合的作用，將某一電路的能量(或信息)傳輸?shù)狡渌娐分腥?。在電子放大電路中，級間的交連都是依靠耦合電路來實現(xiàn)的。實現(xiàn)耦合的條件是，電路間必須有公共阻抗存在。

　　應用

　　1.地球科學：用于土壤、巖石和水樣品中的元素分析，研究地球演化、環(huán)境污染等問題。

　　2.環(huán)境科學：用于環(huán)境樣品中有毒元素(如重金屬)的監(jiān)測與分析，研究環(huán)境污染與健康風險。

　　3.生命科學：用于生物體內的微量元素分析，如血液、尿液和組織樣品，研究相關健康問題。

　　4.食品安全：用于食品中微量元素的檢測與分析，如重金屬、農藥殘留等。

　　5.藥物研發(fā)：用于對藥物中的元素進行定量分析和質量控制。

　　ICP-MS是一種復雜的分析技術，操作和維護相對較為復雜。在使用時，需嚴格遵循操作規(guī)程和安全操作要求。

　　操作流程

　　(1)準備工作：

　　●開啟ICP-MS設備并進行系統(tǒng)預熱，確保設備穩(wěn)定。

　　●檢查離子源、質譜儀部件和氣體供應是否正常。

　　●準備樣品溶液并進行稀釋(如果需要)。

　　(2)樣品進樣：

　　●將準備好的樣品溶液通過自動進樣系統(tǒng)或手動裝樣器輸入ICP-MS設備。

　　●確保進樣系統(tǒng)和裝樣器干凈，避免交叉污染。

　　(3)設置參數(shù)：

　　●根據(jù)樣品性質和需要檢測的元素，設置ICP-MS的工作參數(shù)，如離子源電流、氣體流量、質譜儀掃描范圍等。

　　●確保參數(shù)設置正確并穩(wěn)定。

　　(4)校準與質控：

　　●進行ICP-MS的校準和質控，確保儀器準確性和穩(wěn)定性。

　　●使用標準溶液進行校準，同時運行質控樣品監(jiān)測儀器性能。

　　(5)數(shù)據(jù)采集：

　　●啟動ICP-MS設備，開始數(shù)據(jù)采集。

　　●監(jiān)控信號強度、背景信號和靈敏度，確保數(shù)據(jù)準確可靠。

　　(6)數(shù)據(jù)處理：

　　●對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，生成結果報告。

　　●可以使用ICP-MS設備自帶的軟件或者其他數(shù)據(jù)處理軟件進行分析。

　　(7)清洗與維護：

　　●在實驗結束后，對ICP-MS設備進行清洗和維護，確保設備長期穩(wěn)定運行。

　　●清洗離子源、管道和部件，注意維護設備的各個部分。