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ICP-TOF-MS全称电感耦合等离子体-飞行时间质谱仪,是将电感耦合等离子体(ICP)电离特性与飞行时间质谱仪高分辨率、高灵敏、快速扫描等优点相结合的仪器。ICP-TOF-MS可实现近100种元素及质量数范围1~260amu多数同位素的分析,并且可以巧妙地实现与石墨炉、液相色谱、气相色谱、离子色谱等进行联用。
ICP-MS已经成为很多无机分析实验室的基础技术,因为它可以采用各种校准方式,包括把同位素稀释法用作分析的基本方法。目前,用得Z多的ICP-MS仪器采用扫描型的四极杆滤质器(QMS)把具有不同的荷质比的离子分开,但是Z近人们对基于飞行时间(TOF)的检测技术产生了兴趣。
ICP-TOF-MS的基本原理,是以静电的方式把具有相同动能的离子包注入飞行管中,飞行管垂直于或者平行于离子源放置。离子包在随后的迁移过程中产生分离,某个离子到达检测器的时间随着质荷比的不同而不同。这需要一个检测器和处理电路,该电路能够以几十毫秒的顺序,反复记录每个离子包进样过程中的纳秒量度的事件。
经常被提及的ICP-TOF-MS系统的优势包括:①增强的样品分析产率和元素覆盖,对每一次离子进样都可以得到完整的质谱图;②不受限制地使用内标法而无需在性能上进行妥协;③由于同时进样(抽取),噪声源对所有同位素的影响高度一致,因此大大改善了同位素比率的精度;④消除了时间(质谱)的偏移,对源于瞬态样品导入装置(如基于激光烧蚀、流动注射、电热蒸发和色谱的技术)的多同位素信号,得到可靠的分析结果。
1、与激光烧蚀技术联用
因为ICP-TOF-MS能够完成瞬态质谱信号同时检测,而且单次读数时间很短(3万次/秒),较传统ICP-MS测量精度有数倍提升,测试速度快,适合于文物分析、刑侦分析、矿物分析等。
2、同位素生物标记分析
利用ICP-TOF-MS高分辨率和高灵敏度特点,将同位素标定的待测分子与细胞特异组分相结合,通过ICP-TOF-MS检测待测分子在个体细胞中的表现,现已成为细胞生物学和癌症研究应用的重要工具。
3、元素指纹图谱功能
ICP-TOF-MS采集的待测样品1-260amu范围的全部质量信息,仪器可以为每个样品或每种产品建立起独特的、完整的元素构成指纹,有了这项功能,就可以建立所有元素的档案,不管什么时候需要,都可以加以溯源,并且可以实现对产品原产地的认定、可疑产品事故源的认定等。
4、具体性能指标
①分辨率:对于238U,传统ICP-MS只能达到500左右的分辨率,而ICP-TOF-MS可以达到2200。高分辨不仅可以保证检测更多的同位素,而且可以完成高含量基体中的微量和痕量成分的分析。比如在玻璃样品的检测中,在Na元素大量存在的情况下,Mg的检测(无论对24Mg或25Mg)十分困难,但使用TOF-MS可以得到十分可靠的检测结果。
②检出限:对大多数元素,TOF-MS可以得到低于ppb甚至ppt的检出限。
③分析精度:TOF-MS的同位素比率分析精度比四极杆要高出1-2个数量级,这对于同位素的分析具有非常重要的意义。
1、ICP-TOF-MS可以同时获得1-260amu范围内的所有离子信息。
2、ICP-TOF-MS分析速度比四极杆ICP-MS快5倍以上,可以实现瞬时分析,十分方便与激光烧蚀、电热蒸发、HPLC等进样技术联用。
3、ICP-TOF-MS具有四极杆ICP-MS所无法比拟的超高质量分辨本领。
4、ICP-TOF-MS独特的直角加速设计,大大降低了在离子漂移方向上的速度发散(初速度为0),进一步提高了仪器的分辨本领。
5、ICP-TOF-MS采用三级锥四级真空设计,确保仪器具有更高的稳定性和测量精密度。
6、ICP-TOF-MS具有Zgao的质量选择性,离子白化器Smartgate有效地消除了干扰离子(如Ar+及基体干扰离子),谱图更干净,检测器的寿命也得到有效延长。
7、ICP-TOF-MS强大的抗Ar离子和基体离子干扰的能力,比反应池技术操作更简便,抗干扰能力更强。
8、ICP-TOF-MS采用高线性度检测器,具有超宽的动态范围。
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