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ICP-MS（icp-ms工作原理）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-07 12:28:43 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 107

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本文目錄:

1、ICP-MS儀器
2、ICP-MS法測(cè)定
3、icp-ms怎么開渦輪泵
4、icp-ms內(nèi)標(biāo)濃度最高多少

ICP-MS（icp-ms工作原理）

一、ICP-MS儀器

等離子質(zhì)譜儀，有多種品牌，價(jià)格也有差異

二、ICP-MS法測(cè)定

儀器設(shè)備與器皿

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。

Carius管一種高硼厚壁耐高壓大玻璃安瓿瓶。裝溶液部分長(zhǎng)20cm，外徑1.9cm。壁厚3mm。細(xì)頸部分長(zhǎng)6cm，外徑1cm，壁厚1.5mm。還可根據(jù)需要改變尺寸。

不銹鋼套管兩端有帶泄壓孔的螺旋帽，尺寸大小取決于Carius管的大小。

準(zhǔn)確控溫鼓風(fēng)烘箱20～300℃，±1℃。

高溫爐1100℃。

離心機(jī)可離心10～50mL離心管。

鋯坩堝直壁，35mL(美國(guó)MetalTechnologyInc.生產(chǎn))，使用前置鋯堝于高溫爐中，加熱升溫至250℃，以后每15min增加25℃，直到700℃。于700℃保溫45min，然后冷卻至室溫。這樣堝壁表面被鈍化，從銀灰色轉(zhuǎn)為黑色，可在一定程度上保護(hù)坩堝在試樣熔融時(shí)少受過氧化物侵蝕。使用前用熱12mol/LHCl清洗3次。在反復(fù)使用前重復(fù)以上操作。

Teflon分液漏斗120mL。

Teflon或聚丙烯離心管50mL、15mL、10mL。

Teflon燒杯150mL。

Parafilm密封膜。

Teflon試劑瓶30mL、60mL、120mL、250mL、500mL。

石英試劑瓶1000mL、2000mL

鼓泡和洗氣裝置可選用養(yǎng)金魚的小氣泵，產(chǎn)生的氣體經(jīng)裝有超純水的洗氣瓶清洗后通入蒸餾瓶。用針形伐調(diào)節(jié)通入氣泡的速度。

蒸餾裝置常規(guī)蒸餾裝置示于圖86.1a中。材質(zhì)為普通玻璃，由3部分組成:①送氣系統(tǒng)，由氣泵、洗氣瓶和相互連接的乳膠管組成。②主體蒸餾部分，在100mL圓底磨口蒸餾瓶上面裝有回流管。一側(cè)有通氣管，可通入潔凈空氣到蒸餾瓶底部溶液中，通氣管底部與蒸餾瓶底部?jī)?nèi)側(cè)距離約為0.5～1cm，以保證通氣順暢。另一側(cè)上部有帶磨口排氣管，可導(dǎo)出揮發(fā)性蒸餾產(chǎn)物OsO₄。③OsO₄吸收部分，25mL比色管，內(nèi)裝5mL超純水，置于冰水浴中。

Carius管直接蒸餾分離鋨方法裝置示于圖86.1b中。蒸餾裝置由3部分組成:①送氣系統(tǒng)，由氣泵、流量計(jì)、洗氣瓶及塑料連接管組成。②主體蒸餾部分，Carius管置于圓底燒瓶中，靠水浴加熱。Carius管密封頭為3cm長(zhǎng)硅膠管(外徑12mm，壁厚2mm)用玻璃堵頭密封硅膠管一頭，然后用針在硅膠管兩側(cè)向斜下方扎2個(gè)孔，分別插入2根Teflon通氣管(外徑2mm，壁厚0.5mm)，其中進(jìn)氣管較長(zhǎng)，位于管內(nèi)一端可達(dá)到逆王水液面下底端，出氣管較短，管內(nèi)一端位于Carius管上部無溶液處。實(shí)驗(yàn)前要預(yù)先準(zhǔn)備好多套Carius管密封頭。③OsO₄吸收部分，5mL玻璃試管內(nèi)裝2mL超純水，置于冰水浴中，吸收蒸餾出的OsO₄。為防止Os的記憶效應(yīng)，硅膠管和Teflon通氣管均為一次性使用。

圖86.1 蒸餾裝置示意

器皿清洗

Carius管清洗首先用去污粉初步清洗，洗掉表面油污和灰塵，然后泡在K₂Cr₂O₇-H₂SO₄洗液中一周，取出用超純水清洗干凈，150℃烘干，用干凈的塑料袋包裝好，備用。如果Carius管的加工過程沒有Re、Os污染，也可以直接使用，不清洗。

玻璃蒸餾器、燒杯、比色管和其他玻璃器皿清洗用100g/LKOH乙醇溶液浸泡2h，用水清洗后在熱的稀王水中煮0.5h，最后用超純水沖洗干凈。

Teflon分液漏斗和燒杯清洗使用完畢后立即用熱水沖洗，然后在熱的(1+4)HCl中浸泡，最后用超純水沖洗干凈。

試劑與材料

試劑中若Re或Os含量大于1pg/g，需進(jìn)行純化，以確保Re和Os含量均小于1pg/g。

超純水電阻率18MΩ·cm。

丙酮MOS級(jí)。

NaOH溶液優(yōu)級(jí)純，c(NaOH)=5mol/L。

Na₂O₂分析純。

超純HCl優(yōu)級(jí)純HCl經(jīng)雙瓶蒸餾純化。純化后，c(HCl)=10mol/L。

超純HNO₃用小氣泵通入空氣到裝有超純水的250mL玻璃洗氣瓶，然后通入裝有優(yōu)級(jí)純硝酸的250mL蒸餾瓶中，加熱微沸2h除去痕量Os。通氣速度2～3氣泡/s。再進(jìn)行一次雙瓶蒸餾除去Re。純化后，c(HNO₃)=15.5mol/L。

H₂O₂優(yōu)級(jí)純。

H₂SO₄MOS純。

¹⁸⁵Re稀釋劑金屬粉末(美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品)。

¹⁹⁰Os稀釋劑金屬粉末(美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品)。

金屬Re帶高純金屬w(Re)=99.999%(美國(guó)Cross公司)。

(NH₄)₂OsCl₆光譜純，英國(guó)JohnsonMalthey產(chǎn)品。

¹⁸⁵Re、¹⁹⁰Os稀釋劑溶液稀釋劑溶液的制備與濃度標(biāo)定見附錄86.5A。

同位素比值標(biāo)準(zhǔn)溶液同位素比值標(biāo)準(zhǔn)的配制與測(cè)定見附錄86.5B。

Re-Os同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)輝鉬礦定年標(biāo)準(zhǔn)參考物和其他巖石礦物標(biāo)準(zhǔn)參考物定值數(shù)據(jù)列于附錄86.5C。

試樣制備

1)樣品采集和加工。輝鉬礦是最重要的Re-Os定年礦物。對(duì)野外采集的輝鉬礦礦石樣品粉碎后進(jìn)行輝鉬礦單礦物挑選，將選出的輝鉬礦單礦物置于顯微鏡下檢查，確保晶體新鮮、無氧化、無污染，然后，將其研磨至小于74μm。有些輝鉬礦成片狀，很難磨細(xì)，可用剪刀剪碎后進(jìn)行研磨。研磨時(shí)可加入少許無水乙醇以防止試樣飛濺。裝入稱量瓶，在80℃烘2h，置于干燥器中備用。用于Re-Os同位素分析。

為了減少輝鉬礦中¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os失耦現(xiàn)象對(duì)準(zhǔn)確測(cè)定年齡的影響，一定要多采樣，細(xì)磨碎。各種地質(zhì)體里輝鉬礦中Re、Os含量差別較大，取樣量也有很大差別。一般希望準(zhǔn)備0.3～1g試樣，特別是對(duì)于易發(fā)生失耦現(xiàn)象的大顆粒、長(zhǎng)年齡以及鎢礦石英脈中的大顆粒輝鉬礦，要有1g左右的試樣。大的晶體比小的晶體失耦現(xiàn)象嚴(yán)重，所以最好多選小晶體。將所選顆粒試樣磨細(xì)(<0.1mm)混勻，有利于得到穩(wěn)定重現(xiàn)的年齡結(jié)果。

其他的Re-Os定年礦物，Re、Os含量較低，一般需要準(zhǔn)備5g左右的試樣。對(duì)于Cu-Ni硫化物礦，最好選擇新鮮的、純的塊狀硫化物礦石。

為了得到相關(guān)性很好或者說權(quán)重均方差較小的Re-Os等時(shí)線，要在較大范圍內(nèi)多采一些試樣，最好有10個(gè)試樣，使得Re含量和Re/Os比變化較大。如果只在一塊礦石中取樣，可能導(dǎo)致點(diǎn)在等時(shí)線上分布過于集中，等時(shí)線年齡誤差過大。

2)試樣中Re、Os含量的初測(cè)。不同巖石礦物中Re、Os含量變化很大。首先可根據(jù)Re、Os在各種巖石礦物中的大約含量決定取樣量，并做初步測(cè)定，根據(jù)測(cè)定結(jié)果決定實(shí)際取樣量和稀釋劑加入量?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)室條件自行選擇一種簡(jiǎn)便易行的方法進(jìn)行初測(cè)，也可直接按下述試樣分解操作，待得到結(jié)果后，再調(diào)整取樣量和稀釋劑加入量，重新進(jìn)行精確測(cè)定。

3)取樣量和稀釋劑加入量。根據(jù)試樣中Re、Os大約含量和儀器的靈敏度決定取樣量和稀釋劑加入量。詳細(xì)計(jì)算過程參見下面測(cè)定結(jié)果計(jì)算部分。一般來說，輝鉬礦Re、¹⁸⁷Os含量較高，取樣量約為2～400mg;其他硫化物和巖石試樣Re、Os含量低，取樣量約為0.2～2g。稀釋劑的加入量應(yīng)大約等于試樣中Re、Os的含量。對(duì)于不同Re/Os比值的試樣，應(yīng)采用不同濃度、不同混合比的混合稀釋劑。采用混合稀釋劑可消除年齡計(jì)算中稀釋劑的稱量誤差。

4)試樣分解。本節(jié)只介紹Carius管溶樣和堿熔兩種最常用的試樣分解方法。對(duì)于輝鉬礦、黃鐵礦、毒砂、橄欖巖等試樣，目前一般多采用Carius管溶樣方法。對(duì)于難熔巖石礦物，如含鉻鐵礦、尖晶石等試樣，可采用堿熔方法或高溫高壓(～300℃)Carius管溶樣方法。

a.Carius管王水介質(zhì)分解試樣。準(zhǔn)確稱取一定量(2～1000mg，精確到0.01mg)試樣。通過細(xì)長(zhǎng)頸玻璃漏斗加入到Carius管底部。緩慢加干冰或液氮到已裝有半杯乙醇的保溫杯中，邊加邊攪拌，使成黏稠狀，保持溫度在-50～-80℃。把裝好樣的Carius管放到該保溫杯中，把事先準(zhǔn)確稱取在Teflon小瓶?jī)?nèi)的一定量(精確到0.01mg)混合稀釋劑溶液通過原細(xì)頸漏斗加入到Carius管底部，順序加入3mLHCl、5mLHNO₃、1mLH₂O₂。取樣量少時(shí)，酸量可適當(dāng)減少。H₂O₂的加入可提高ICP-MS測(cè)定Os的靈敏度，如Os含量高時(shí)可以不加。要注意一定要當(dāng)一種溶液冷凍后再加入后一種溶液，否則可能由于稀釋劑中¹⁹⁰Os的少量揮發(fā)損失導(dǎo)致年齡測(cè)定值偏高。待管內(nèi)溶液完全冷凍后，用煤氣氧氣火焰加熱封好Carius管的細(xì)頸部分。為了防止凍結(jié)溶液回到室溫后，因試樣和試劑反應(yīng)激烈，管內(nèi)壓力驟然增大可能發(fā)生爆炸，最好在管內(nèi)溶液解凍前就將Carius管放入兩端有泄壓孔的不銹鋼套管內(nèi)。將套管輕輕放入鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，估計(jì)化凍后，逐漸升溫到230℃。保溫24h。黃鐵礦與逆王水反應(yīng)激烈，升溫到200℃即可。在高溫加熱時(shí)，有可能發(fā)生爆炸，但有鋼套保護(hù)，不會(huì)造成人身傷害。待冷卻到室溫后，取出Carius管，再放入-50～-80^oC的保溫杯中。在底部溶液凍結(jié)的情況下，用玻璃刀在細(xì)頸部分上端劃痕。用煤氣氧氣火焰燒紅一根細(xì)玻璃棒的一端，觸燙劃痕，使產(chǎn)生裂紋(有時(shí)管內(nèi)壓力過大，Carius管的端頭可能崩掉，造成人身傷害，最好先在Carius管細(xì)頸部分用火焰熔化玻璃燒一個(gè)洞，泄壓后再劃痕開管)，而后放入冰柜。測(cè)定前取出，放入冰水浴中。待所封溶液解凍融化后，用木棒輕敲Carius管細(xì)頸部分頂端使其斷開，轉(zhuǎn)出溶液。以上操作涉及高溫高壓，操作者胸前要有1cm厚有機(jī)玻璃屏蔽板，并戴防護(hù)面具。避免爆炸造成人身傷害。一定要注意安全!

b.鋯堝堿熔分解試樣。稱取一定量(精確到0.01mg)混合稀釋劑于鋯坩堝中，放入冰箱中冷凍0.5h。加入過量5mol/LNaOH溶液，在瞬間中和稀釋劑中的酸，并轉(zhuǎn)化為使錸、鋨穩(wěn)定的堿性溶液。注意輕加、輕搖稀釋劑溶液，盡量不要使溶液爬壁過高，否則嚴(yán)重影響同位素交換平衡，導(dǎo)致結(jié)果誤差偏高。冷卻的鋯堝可吸收酸堿中和所產(chǎn)生的熱量，以防止稀釋劑中鋨的損失。蒸干轉(zhuǎn)為堿性介質(zhì)的稀釋劑后，稱入0.5～1g(精確至0.0001g)試樣和4gNaOH。為避免污染，外套瓷坩堝，放入325℃高溫爐中。升溫速度25℃/20min，至400℃。這是為了熔化NaOH以使試樣和稀釋劑均勻化，在此還原條件下要盡量輕一些搖動(dòng)(試樣的流動(dòng)性不好)。冷卻，加入4gNa₂O₂(加入4gNa₂O₂后，溫度升到450℃以上熔融液流動(dòng)性變好。如需過夜操作，把帶試樣的鋯堝放在干燥器內(nèi)保存)?；旌衔锵群笤?50℃、550℃和650℃各停留20min，并搖動(dòng)幾次。冷卻后，擦凈鋯堝外壁，放入已有50mL熱水的150mLTeflon燒杯內(nèi)，注意水一定要蓋過坩堝，蓋蓋。在電熱板上微沸1h。用水清洗并取出坩堝。繼續(xù)加熱至提取液體積為50mL。轉(zhuǎn)入50mL離心管，離心。一半上清液轉(zhuǎn)入Teflon分液漏斗中用于Re的萃取分離，另一半提取液轉(zhuǎn)入蒸餾瓶用于Os的分離。

5)Re-Os分離流程。

a.Os的常規(guī)蒸餾。對(duì)于Carius管試樣分解直接用20mL水將管中液體轉(zhuǎn)入蒸餾裝置的蒸餾瓶中。用25mL比色管，內(nèi)裝5～10mL超純水，放在冰水浴中，吸收蒸餾出的OsO₄(圖86.1a)。加熱微沸，蒸餾30min。水吸收液用于ICPMS測(cè)定Os同位素比值。

對(duì)于堿熔試樣分解方法將一半提取液轉(zhuǎn)入蒸餾裝置的蒸餾瓶中，加入約0.5gCe(SO₄)₂，安裝好蒸餾裝置后，從頂部帶活塞的漏斗加入約30mL9mol/LH₂SO₄，然后按上一段方法進(jìn)行蒸餾，用5～10mL超純水吸收蒸餾出的OsO₄。

b.Carius管直接蒸餾。將溶好冰凍的Carius管打開，蒸餾前放在冰水浴中回溫后，斷開細(xì)頸，加入數(shù)毫升MilliQ水，將事先準(zhǔn)備好的Carius管密封頭套在Carius管的細(xì)頸部分［圖86.1(b)］，按“儀器設(shè)備與器皿”中蒸餾裝置的說明連接好管路，在Teflon管插入硅膠管處用水幫助密封。調(diào)節(jié)到合適的通氣流速，觀察到Carius管內(nèi)溶液和OsO₄吸收液中氣泡均勻而穩(wěn)定后，將其置于裝有微沸水的燒瓶中，在選定的進(jìn)氣流量條件下，進(jìn)行直接蒸鎦。用內(nèi)裝2mL超純水的5mL玻璃試管(冰水浴)吸收蒸餾出的OsO₄。

c.丙酮萃取分離Re。對(duì)于Carius管試樣分解方法，將蒸餾Os后的殘液置于120℃電熱板上加熱至近干(如果Re含量很高，也可只取部分溶液進(jìn)行此項(xiàng)操作)，加入少量水加熱趕酸，重復(fù)趕酸一次。加入10mL6mol/LNaOH，微熱以促進(jìn)轉(zhuǎn)為堿性介質(zhì)。將堿性試樣溶液和沉淀一并轉(zhuǎn)入120mLTeflon分液漏斗中。加入10mL丙酮萃取Re。振蕩1min，靜止分層(如沉淀太多，需多加6mol/LNaOH溶液，轉(zhuǎn)入50mL離心管離心，將上層清液轉(zhuǎn)入分液漏斗進(jìn)行分相)。棄去下層水相和沉淀。加2mL6mol/LNaOH溶液到分液漏斗中，振蕩1min，進(jìn)一步洗去丙酮相中的雜質(zhì)，棄去下層水相。將丙酮相轉(zhuǎn)入50mL離心管中，離心10min，用滴管取出上部丙酮到已加有2mL水的100mLTeflon燒杯中(這一次離心是為了保證丙酮相不會(huì)夾雜堿液，防止以后溶液含鹽量過高而導(dǎo)致霧化器堵塞)。由于丙酮沸點(diǎn)為56.48℃，為避免爆沸，在電熱板上開始加熱務(wù)必保持約50℃，待丙酮蒸發(fā)完后，可升高電熱板溫度到120℃，繼續(xù)加熱剩余水溶液至干。用0.5mL超純HNO₃中和溶解殘?jiān)?。有時(shí)HNO₃提取液呈黃色，這可能是丙酮的降解產(chǎn)物。反復(fù)加熱近干并滴加H₂O₂和HNO₃，可使溶液清亮無色。該溶液被稀釋為約含Re3ng/mL的(2+98)HNO₃溶液，用ICP-MS測(cè)定Re同位素比值。

對(duì)于堿熔方法分解的試樣，特別適合丙酮萃取分離Re。因?yàn)闊o需進(jìn)行介質(zhì)轉(zhuǎn)化，將一部分提取液直接轉(zhuǎn)入Teflon分液漏斗中，按上一段方法進(jìn)行Re的萃取分離。

以上是通用的方法。對(duì)于Re含量高，取樣量在50mg以下的輝鉬礦試樣，可以只加4mL6mol/LNaOH轉(zhuǎn)化試樣成堿性介質(zhì)，并直接轉(zhuǎn)入10mLTeflon離心管內(nèi)，加入4mL丙酮，震搖1min，離心分相，用滴管取出上面部分丙酮溶液，按前述方法制備成含Re約3ng/mL的(2+98)HNO₃硝酸溶液，用ICP-MS測(cè)定Re同位素比值。

Re、Os同位素比值測(cè)定

以ThermalX-7ICP-MS為例的要求操作參數(shù)見表86.5。

表86.5 ICP-MS儀器測(cè)量參數(shù)

ICP-MS采用溶液進(jìn)樣，被測(cè)元素在ICP中發(fā)生電離，四極桿選擇通過的質(zhì)量數(shù)，最后用電子倍增器接收信號(hào)，采用動(dòng)態(tài)跳峰的方式得到同位素比值。ICP-MS測(cè)量不同試樣時(shí)通常需要仔細(xì)清洗Teflon進(jìn)樣管，密切監(jiān)控溶液的基體效應(yīng)、質(zhì)量分餾效應(yīng)和元素間質(zhì)量干擾。在進(jìn)行同位素分析時(shí)仔細(xì)調(diào)節(jié)儀器參數(shù)，以達(dá)到最佳測(cè)量狀態(tài)。

一般來說金屬硫化物中Re的含量比Os含量高得多。獲得正確地質(zhì)年齡的關(guān)鍵之一是ng量級(jí)甚至pg量級(jí)Os含量及同位素組成的準(zhǔn)確測(cè)定。Os的價(jià)態(tài)行為比較復(fù)雜，在酸性、堿性和水溶液中主要以+4、+6和+8價(jià)狀態(tài)存在;隨著溫度和放置時(shí)間的變化，價(jià)態(tài)很容易轉(zhuǎn)化。以往實(shí)驗(yàn)證明(何紅蓼等，1993)，不同價(jià)態(tài)的ICP-MS靈敏度差別較大。這是因?yàn)楸环治鋈芤航?jīng)過霧化形成氣溶膠進(jìn)入等離子體，其霧化效率只有1%～2%。Os(+4、+6)的信號(hào)正是由這～2%的有效霧化部分所產(chǎn)生的，其余～98%則未經(jīng)利用而作為廢液排除。因Os(+8)有很強(qiáng)的揮發(fā)性，在排廢前的霧化過程中就以O(shè)sO₄氣體形式逸出，被載氣帶入ICP，使+8價(jià)Os的靈敏度比+4價(jià)和+6價(jià)高～50倍，這有效地提高了ICP-MS測(cè)定Os的靈敏度和精度。OsO₄的易揮發(fā)性帶來了ICPMS測(cè)定時(shí)的高靈敏度，同時(shí)也影響了OsO₄水溶液長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定性。用于ICP-MS測(cè)定的OsO₄水溶液如放置時(shí)間太長(zhǎng)，OsO₄的揮發(fā)損失將導(dǎo)致Os信號(hào)變小。為了防止OsO₄揮發(fā)損失，可將其冷凍(-18℃)。存于25mL玻璃比色管中的OsO₄水溶液體積不要超過5mL，并盡量將比色管斜放，否則比色管容易被凍裂。

OsO₄水溶液最好貯藏在玻璃或石英容器中。如貯藏在聚乙烯瓶中，數(shù)小時(shí)后就被瓶壁還原吸附，ICP-MS測(cè)定信號(hào)就完全消失了。

ICP-MS測(cè)定Re、Os采用溶液直接進(jìn)樣，簡(jiǎn)單快速。為了得到準(zhǔn)確的同位素比值，一般要重復(fù)5次進(jìn)樣測(cè)定。OsO₄溶液能夠滲透到Teflon進(jìn)樣管的管壁中，且氣態(tài)OsO₄會(huì)分布于整個(gè)霧化系統(tǒng)的各個(gè)死角，具有很強(qiáng)的記憶效應(yīng)。為了清洗Teflon進(jìn)樣管中記憶的Os，首先用超純水清洗，再用(5+95)超純HNO₃和H₂O₂交替清洗進(jìn)樣管。最后用超純水徹底將進(jìn)樣管清洗干凈，以避免試樣之間的交叉污染。一般ICP-MS采用蠕動(dòng)泵進(jìn)樣，有利于溶液勻速進(jìn)入系統(tǒng)。但在泵對(duì)軟管的推動(dòng)和擠壓下蠕動(dòng)泵的軟管內(nèi)壁變得粗糙，使Os的記憶效應(yīng)更為嚴(yán)重。在測(cè)定Os時(shí)最好利用霧化器形成的負(fù)壓直接將溶液引入。

電子倍增器在脈沖方式工作時(shí)，在高計(jì)數(shù)率的情況下，檢測(cè)器獲得的計(jì)數(shù)比實(shí)際到達(dá)檢測(cè)器的離子數(shù)要少，這種現(xiàn)象主要是檢測(cè)器的死時(shí)間所致。在同位素分析中，為了獲得較好的精密度和準(zhǔn)確度，一般要求足夠高的計(jì)數(shù)率，由此可能會(huì)導(dǎo)致豐度較高的同位素離子計(jì)數(shù)率受到死時(shí)間的嚴(yán)重影響，從而影響同位素比值測(cè)定的精度和準(zhǔn)確度，因此必須對(duì)死時(shí)間進(jìn)行校正。一般儀器在計(jì)算比值時(shí)會(huì)自動(dòng)扣除隱含的死時(shí)間。儀器的死時(shí)間會(huì)隨著儀器使用時(shí)間和電子倍增器性能的變化而有改變，對(duì)于要求精確的同位素比值測(cè)定最好經(jīng)常測(cè)定一下。死時(shí)間校正公式為Vanhaecke1998年得出:

巖石礦物分析第四分冊(cè)資源與環(huán)境調(diào)查分析技術(shù)

式中:C_corr為經(jīng)過死時(shí)間校正后的同位素計(jì)數(shù)值;C_obs為未作儀器死時(shí)間校正時(shí)觀測(cè)到的同位素的計(jì)數(shù)值;τ為檢測(cè)器死時(shí)間。

測(cè)定死時(shí)間的主要步驟為:配制一組不同濃度的普通Re溶液;在死時(shí)間設(shè)置為零的條件下測(cè)定每個(gè)溶液的同位素比值;對(duì)各濃度測(cè)定的同位素比值分別用0ns、10ns、20ns、30ns、40ns、50ns、60ns、70ns死時(shí)間進(jìn)行校正;計(jì)算同位素比值歸一化值R，R為死時(shí)間校正后的Re同位素比值(187/185)除以推薦值1.674(Bohlkea，2005);以歸一化值R為縱坐標(biāo)，校正所用的死時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖，得到不同濃度系列的數(shù)條直線;各濃度直線的相交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為需要確定的檢測(cè)器的死時(shí)間(圖86.2)。從理論上講，不同濃度的直線應(yīng)交匯于一點(diǎn)，但實(shí)際測(cè)定值總有一定誤差。從圖上可見，此次死時(shí)間的測(cè)定結(jié)果約為43ns。

圖86.2 檢測(cè)器死時(shí)間測(cè)定

死時(shí)間的測(cè)定不可能完全準(zhǔn)確，所以即使經(jīng)過死時(shí)間校正，仍會(huì)存在一定誤差，特別是高計(jì)數(shù)率時(shí)。在測(cè)定比值的時(shí)候，分子和分母都會(huì)受到影響;如果比值接近1時(shí)，最后給比值帶來的誤差會(huì)由于相互抵消而減小，即比值測(cè)定結(jié)果受死時(shí)間誤差的影響較小。假定死時(shí)間的誤差為5ns，經(jīng)過上面公式計(jì)算，如果測(cè)定的同位素比值分別為0.2、0.5和0.8，要求比值的偏差在0.1%以下，那么分母同位素計(jì)數(shù)率的上限值分別為20×10⁴、40×10⁴和100×10⁴。一般控制在40×10⁴以下。

質(zhì)量分餾效應(yīng)和同位素干擾校正

1)質(zhì)量分餾效應(yīng)校正。與N-TIMS相比，ICP-MS的一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是質(zhì)量分餾較大，這直接影響同位素比值測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須加以校正。普通Os有7個(gè)同位素，其中¹⁸⁷Os和¹⁸⁶Os屬放射成因同位素，其他5個(gè)穩(wěn)定同位素之間的比值是不變的，很適合于用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行質(zhì)量分餾校正。內(nèi)標(biāo)法要求質(zhì)量分餾和同位素質(zhì)量之間存在著某種函數(shù)關(guān)系(線性規(guī)律、指數(shù)規(guī)律和對(duì)數(shù)規(guī)律)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出近似的線性關(guān)系和對(duì)數(shù)關(guān)系。對(duì)于未加稀釋劑的普通鋨溶液，可以用內(nèi)標(biāo)在線校正。因?yàn)橐话阏J(rèn)為，在Os的7個(gè)同位素中，¹⁸⁷Os是放射成因的，在不同的巖石礦物中它與其他同位素的原子數(shù)比值變化很大。188、189、190、192這4個(gè)同位素的原子數(shù)之間的比值不變且具有較高的同位素豐度，因此可以根據(jù)它們之間質(zhì)量分餾和同位素質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系求得187/188的分餾系數(shù)，從而對(duì)實(shí)際測(cè)量的187/188值進(jìn)行校正。為了得到較準(zhǔn)確的質(zhì)量分餾和同位素質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系，每個(gè)質(zhì)量峰都要有足夠高的計(jì)數(shù)率。

Re只有兩個(gè)同位素，不適合用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行分餾校正。曾嘗試在測(cè)量Re的同位素組成時(shí)，在Re的待測(cè)溶液中添加Ir，利用Ir同位素組成對(duì)Re進(jìn)行在線同位素分餾校正;但是只有當(dāng)Ir濃度與Re濃度接近時(shí)，才能得到好的分餾校正結(jié)果(楊勝紅等，2007)。

以上的分餾校正方法都取得了一定的效果。從方便、簡(jiǎn)單和實(shí)效方面考慮，常采用與稀釋法所得到的同位素比值接近的同位素比值標(biāo)準(zhǔn)為外標(biāo)來進(jìn)行分餾校正。采用外標(biāo)法要求儀器比較穩(wěn)定。為了得到準(zhǔn)確的比值，有時(shí)測(cè)一個(gè)試樣，緊跟一個(gè)同位素比值標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定。

質(zhì)量分餾校正采用外標(biāo)法，按下式校正:

巖石礦物分析第四分冊(cè)資源與環(huán)境調(diào)查分析技術(shù)

式中:R_true表示待測(cè)試樣真正的同位素比值;R_meas表示ICP-MS實(shí)測(cè)待測(cè)試樣的同位素比值;F分餾系數(shù)。

按下式計(jì)算分餾系數(shù):

巖石礦物分析第四分冊(cè)資源與環(huán)境調(diào)查分析技術(shù)

式中:R(iso.std)_meas表示同位素比值標(biāo)準(zhǔn)溶液ICP-MS實(shí)測(cè)的同位素比值;R(iso.std)_N表示同位素比值標(biāo)準(zhǔn)溶液N-TIMS多次測(cè)量所得同位素比值的平均值。由于NTIMS的質(zhì)量分餾遠(yuǎn)好于ICP-MS，故以N-TIMS所測(cè)同位素比值作為校正ICP-MS所測(cè)同位素比值的標(biāo)準(zhǔn)。

2)Re、Os同位素干擾校正。

等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)同位素干擾校正¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os是同質(zhì)異位素，雖然已對(duì)Re、Os進(jìn)行了化學(xué)分離，難免有分離不夠完全的情況。在測(cè)量Re的同位素組成時(shí)，應(yīng)該監(jiān)測(cè)¹⁹⁰Os以檢查是否存在有少量¹⁸⁷Os的干擾;在測(cè)定Os的同位素組成時(shí)，應(yīng)該監(jiān)測(cè)¹⁸⁵Re以發(fā)現(xiàn)是否存在少量¹⁸⁷Re的干擾。如果需要同時(shí)測(cè)定¹⁸⁶Os，還必須監(jiān)測(cè)¹⁸²W質(zhì)量峰，根據(jù)¹⁸⁶W/¹⁸²W豐度比值來扣除¹⁸⁶W對(duì)¹⁸⁶Os的質(zhì)量干擾。

三、icp-ms怎么開渦輪泵

1、首先點(diǎn)擊Vacuum on2-3秒，啟動(dòng)分子渦輪泵。

2、其次直至熱離子規(guī)開啟。

3、最后icp-ms即可開渦輪泵。

四、icp-ms內(nèi)標(biāo)濃度最高多少

ICP-MS內(nèi)標(biāo)濃度的最高值與使用的內(nèi)標(biāo)和分析方法有關(guān)，不同的內(nèi)標(biāo)和分析方法可能有不同的最高內(nèi)標(biāo)濃度限制。一般來說，內(nèi)標(biāo)濃度應(yīng)該盡可能地接近目標(biāo)分析物的濃度，同時(shí)要能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行定量分析并保持儀器靈敏度和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，內(nèi)標(biāo)濃度往往在10-1000ppb之間。如果您需要更具體的信息，請(qǐng)參考所使用的內(nèi)標(biāo)和分析方法的相關(guān)文獻(xiàn)或咨詢專業(yè)人士。

以上就是關(guān)于ICP-MS相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。