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電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）是現(xiàn)代分析實驗室中最為精密的元素分析儀器之一。它結(jié)合了高溫等離子體技術(shù)和質(zhì)譜分析技術(shù)，能夠同時測定樣品中數(shù)十種元素的含量，檢測限可達(dá)ppt級（萬億分之一）。
ICP-MS的核心是等離子體源，由高頻發(fā)生器、感應(yīng)線圈和炬管組成。高頻發(fā)生器產(chǎn)生27.12MHz的電磁場，通過感應(yīng)線圈在炬管內(nèi)形成高溫等離子體，溫度可達(dá)6000-10000K。這種高溫環(huán)境使樣品原子化，并進(jìn)一步電離成正離子。炬管設(shè)計確保了等離子體的穩(wěn)定性和高效性，使樣品離子化效率超過90%。
離子傳輸系統(tǒng)是ICP-MS的關(guān)鍵部件，由采樣錐、截取錐和離子透鏡組成。雙錐接口設(shè)計有效解決了常壓等離子體與高真空質(zhì)譜儀的壓差問題，傳輸效率達(dá)80%以上。離子透鏡系統(tǒng)采用多級靜電聚焦技術(shù)，可有效分離干擾離子，提高信噪比。
質(zhì)量分析器是ICP-MS的"大腦"，常見的有四極桿和飛行時間兩種類型。四極桿質(zhì)量分析器通過調(diào)節(jié)射頻場實現(xiàn)離子篩選，分辨率可達(dá)0.3amu；飛行時間質(zhì)量分析器利用離子飛行時間差異進(jìn)行分離，分析速度可達(dá)每秒30000個譜圖。這些精密設(shè)計使ICP-MS能夠同時測定多種元素，且互不干擾。
檢測系統(tǒng)通常采用電子倍增器或法拉第杯。電子倍增器增益可達(dá)10^6-10^8，適用于痕量元素分析；法拉第杯則具有更好的線性響應(yīng)，適合主量元素測定。先進(jìn)的脈沖計數(shù)/模擬信號雙模式檢測技術(shù)，使ICP-MS的動態(tài)范圍達(dá)到10^9，可同時測定ppt級至百分含量級的元素。
ICP-MS在環(huán)境監(jiān)測、食品安全、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，ICP-MS正朝著更高靈敏度、更快分析速度、更小體積的方向發(fā)展，為元素分析提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。
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