Полный спектр масс - спектра ICP (обычно относится к масс - спектру плазмы с индуктивной связью во время полета, TOF - ICP - MS) - это метод анализа высокопроизводительных элементов, основанный на анализаторе массы времени полета, который обеспечивает мгновенное синхронное обнаружение изотопов в пределах полного диапазона массы. По сравнению с традиционным четырехполюсным ICP - MS, полноспектральная технология демонстрирует значительные преимущества в многоэлементном быстром анализе, нестационарной обработке сигналов и измерении соотношения изотопов.
I. Принцип работы
1 Ионизация и передача
Образец поступает в высокотемпературную плазму (~ 8000K) с помощью распылителя, ионизируется и извлекается в вакуумную систему через конус интерфейса (Sampler / Skimmer Cone).
2 Разделение и контроль качества
Анализатор качества времени полета (TOF): Ионы попадают в трубку бесполевого дрейфа с той же кинетической энергией после ускорения электрического поля, а ионы с небольшой массой летают в течение короткого времени, а большие массы летают в течение длительного времени и достигают разделения массы путем обнаружения различий во времени полета.
Полный спектральный синхронный сбор: однократный импульс (уровень мкс) может захватывать ионные сигналы в полном диапазоне масс (например, Li ~ U), избегая временной задержки сканирования квадрупольного стержня.
3. Обработка данных
Регистрация времени прибытия всех ионов с помощью высокоскоростного цифрового преобразователя (ADC), преобразование времени в отношение массы к грузу (m / z) в сочетании с калибровочной кривой для получения полной масс - спектрометрии.
II. Основные преимущества производительности
| Параметры | TOF-ICP-MS | Четырехполюсный ICP - MS |
| Режим обнаружения | Полная спектральная синхронная проверка (все m / z собираются одновременно) | Последовательное сканирование (измерение по точкам) |
| Скорость анализа | 50 000 карт в секунду. | 10 - 20 масс в секунду |
| Динамический диапазон | 10⁶ - 10⁸ (одиночный импульс) | 10 ⁶ (Требуется сегментное сканирование) |
| Точность соотношения изотопов | 0,1% RSD (Краткосрочный) | 0,3% RSD (с ограничением скорости сканирования) |
| Анализ переходных сигналов | Поддержка одиночных импульсов (например, лазерная абляция, анализ одиночных частиц) | Требуется многократное сканирование, легко теряются детали сигнала |
III. Типичный сценарий применения
Многоэлементный быстрый анализ
Экологический мониторинг: синхронное обнаружение следов тяжелых металлов (As, Cd, Hg и т. Д.) в водоемах, почве, однократная проба для завершения анализа элементов 30 +.
Биомедицинская: сыворотка крови, необходимые / токсичные элементы в тканях (Fe, Zn, Pb) скрининг высокого потока.
2.Анализ переходных сигналов.
Лазерная абляция (LA): изображение распределения минеральных микроэлементов с пространственным разрешением < 10 мкм.
Одногранная ICP - MS (spicp - MS): количественная концентрация и распределение диаметра частиц наночастиц (Ag, TiOneneneek).
Анализ соотношения изотопов
Геохронология: определение соотношения изотопов U - Pb, Sr - Nd с точностью, сопоставимой с многоприемником ICP - MS (MC - ICP - MS).
Отслеживание безопасности пищевых продуктов: отпечатки пальцев изотопов свинца и стронция отслеживают происхождение вина и кофе.
IV. Структура прибора
| Модуль | Функции и ключевые технологии |
| Система ввода проб | Высокоточный распылитель), вихревая туманная камера, устойчивость к HF - кислотам (по выбору) |
| Источник ионов | Автоматический RF - генератор мощностью 1,2 - 1,6 кВт с трехконусным интерфейсом для снижения фонового шума |
| Анализатор качества | Ортогональное ускорение TOF, Массовое разрешение > 6000 |
| Детектор | Двумодовый детектор (аналоговый / числовой режим) с динамическим охватом 1 - 10⁸cps |
| Обработка данных | Алгоритм свертывания в реальном времени для устранения помех массе (например, влияние ⁰Ar³ ⁵Cl на ⁷As) |