离子源部分是ICP-MS的心脏,包括炬管、感应圈、高频发生器,在这一部分,样品气溶胶在6,000K~10,000K的高温下,发生去溶剂、蒸发、解离、原子化、电离等过程,转化成带正电荷的正离子。离子源的发展趋势是更好的功率稳定性、更高的耦合效率,更强的匹配补偿能力,更小的功耗和更少的氩气消耗量。
在离子源部分,Thermo Fisher公司采用超快速频率阻抗匹配,取消了匹配箱,采用虚拟接地技术,取消了屏蔽圈,并且其等离子电视技术可以供操作人员远程观看等离子体状态,并进行诊断和优化。PerkinElmer公司的射频发生器频率较高-40.68 MHz,号称纳秒级时间内快速适应样品成分的改变,其全彩色等离子体视窗无需打开仪器即可观察锥、炬管和线圈的状况,使等离子体采样深度优化更容易,有机样品分析更简单,其感应线圈用氩气冷却,避免用循环水冷却时水中杂质堵住线圈,便于维修,也是其特点。耶拿公司的EcoPlasma技术,有效的降低了等离子气消耗量,仅需7L/min左右的氩气对炬管进行冷却,整机氩气消耗为 8-11 L/min,是同类仪器消耗量的一半,同时其电能消耗(<2.0kW)和排风要求(3.5 m3/min)也低于同类型仪器,符合国家节能减排的要求,能够节省实验室的相关支出。
接口
接口部分是ICP-MS的关键部分,它能将等离子体中的离子有效传输到质谱仪,需要保障最大限度的离子通过率和完整性,减少氧化物和二次离子等干扰,同时还要不易堵塞和易于拆卸维护。
接口一般是由采样锥和截取锥组成的,而PerkinElmer公司在Nexion 350上创新性的使用了三锥接口:在传统的两个采样锥的基础上增加了一个超截取锥(Hyper-skimmer cone)用以过滤未电离物质和中性物质,三锥的直径分别为,采样锥1.11mm、 截取0.9mm、超锥1.0mm,大锥孔设计,提高了离子利用效率和分析的稳定性,阻止了大量基体进入质谱,同时减少了离子光学系统的维护次数,使真空压力差下降更平缓,减小离子束扩散和对仪器内部的污染,同时提高了元素分析的灵敏度。Thermo Fisher公司截取锥具有独特的、用户可更换的嵌片,位于锥尖后方,用以控制记忆效应,同时,其采样锥,截取锥和提取透镜均安装在一个稳固的接口开门上,直接旋转即可打开该门,对接口部分进行维护。耶拿公司的PQ MS也具有方便用户维护的双向开卷式接口打开方式,可简单地拉下手柄,打开等离子体室,对ICP-MS的接口部分进行维护操作,所有的ICP部分,包括雾化室、炬管、RF线圈等均保持原来安装的位置不动,维护时不破坏原来的真空系统,维护后也不需要重新对炬管进行准直。


离子透镜
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