ICP-MS

干擾消除技術的選擇及其應用ICP-MS干擾消除技術的選擇及其應用ICP-MS的性能特點1.分析元素種類寬泛2.低檢出限：多數元素具有非常低的檢出限，具有痕量檢測能力(ppt-ppq)3.非?？斓姆治鏊俣龋嘣赝瑫r分析4.寬動態范圍：9個數量級的線性范圍5.迅速獲取同位素信息6.尤其適合分析其它方法難測定的元素如稀土元素,貴金屬,鈾等7.半定量分析8.能與色譜分析聯用進行元素形態研究ICP-MS的性能特點ICP-MS的基本原理及工作模式直接對離子進行檢測，從而得到所有原子光譜類儀器中最高的靈敏度和最低的檢出限。進樣系統射頻發生器和ICP動態反應池(碰撞反應池)檢測器控制系統和數據處理軟件質量分析器接口系統離子透鏡系統ICP-MS的基本原理及工作模式直接對離子進行檢測，從而得到ICP-MS中的干擾（環境檢測領域）1.環境樣品中的常量元素對測定的干擾（Na+、K、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、PO43-、C…）2.基體效應ICP-MS中的干擾（環境檢測領域）1.環境樣品中的常量元ICP-MS中干擾可分為兩大類：質譜干擾和非質譜干擾(基體效應)質譜干擾同量異位素重疊；多原子或加合物離子；難熔氧化物離子；雙電荷離子。非質譜干擾—基體效應空間電荷效應信號的抑制或增強效應；由高含量總溶解固體引起的物理效應。ICP-MS中干擾的分類ICP-MS中干擾可分為兩大類：質譜干擾和非質譜干擾(基體效空間電荷效應物理效應ICP-MS非質譜干擾——基體效應空間電荷效應物理效應ICP-MS非質譜干擾——基體效應ICP-MS非質譜干擾的消除方法（1）稀釋樣品

總溶解固體量（TDS)（含鹽量對接口錐和透鏡系統的影響）。

通常將待測溶液的TDS限制在<2000μg/mL。(溶液固溶物<0.2%)（2）內標法

使用樣品中不含有的元素Useelementnotinsamples

所有溶液中加入統一的量addpreciselytoallsolutions

以分析元素與內標元素的比值做標準曲線calibrationisoninternalstandardto analyteratioasfunctionofanalyteconcentration（3）標準加入法（4）去除基體ICP-MS非質譜干擾的消除方法（1）稀釋樣品ICP-MS質譜干擾——同質異位素干擾質譜干擾

同量異位素干擾：比如40Ca和40Ar的重疊（1）當兩個元素的同位素具有相同質量時就存在同量異位素干擾。（2）一般而論，具有奇數質量的同位素不受質譜重疊干擾，而具有偶數質量的許多同位素則相反。（3）在m/z=36以下，不存在同量異位素峰干擾。（4）同量異位素重疊干擾除了來自樣品基體或溶樣酸中的元素外，還有一些來自等離子體用的Ar氣以及液Ar中的雜質，如Kr，Xe等。

ICP-MS質譜干擾——同質異位素干擾質譜干擾ICP-MS_干擾消除技術的選擇及其應用課件ICP-MS質譜干擾（1）——多原子離子干擾

多原子離子干擾

（1）由兩個或更多的原子結合而成的復合離子，如ArCl＋、ArO＋。

（2）“多原子”或“加合物”離子干擾比元素的同量異位素重疊干擾更為嚴重。

（3）多原子離子峰明顯地存在于82m/z以下。

（4）多原子離子形成的取決于多種因素：酸和樣品基體的性質；離子提取的幾何位置；等離子體及霧化系統的操作參數。ICP-MS質譜干擾（1）——多原子離子干擾多原子離子干擾ICP-MS質譜干擾（1）——多原子離子干擾(氧化物干擾)

難熔氧化物（1）難熔氧化物離子是由于樣品基體不完全解離或是由于在等離子體尾焰中解離元素再結合而產生的。（2）無論它們產生的原因是什么，其結果都是在M+峰后M加上質量單位為16的倍數處出現干擾峰，如：16(MO+)，32(MO2+)，或48(MO3+)。

（3）氧化物離子的產率通常是以其強度對相應元素峰強度的比值，即MO+/M+，一般用百分數來表示。一般以CeO+/Ce+。（4）RF工作功率和霧化氣流速對MO+離子的形成有很大影響。

ICP-MS質譜干擾（1）——多原子離子干擾(氧化物干擾)ICP-MS質譜干擾（2）——雙電荷干擾

雙電荷離子：比如Ba136++對Zn68++的干擾（1）只有二次電離能低于Ar的一次電離能(16eV)的那些元素才形成明顯的雙電荷離子。（2）所涉及到的元素主要為堿土金屬、一些過渡金屬和稀土元素。（3）雙電荷離子的產率通常是以雙電荷離子強度對相應元素的離子強度的比值，即M++/M+，一般用百分數來表示。一般以Ba++/Ba+。（4）RF工作功率和霧化氣流速對雙電荷離子的形成有很大影響。

ICP-MS質譜干擾（2）——雙電荷干擾雙電荷離子：比如ICP-MS干擾——如何消除質譜干擾（1）最佳化儀器以減少干擾：控制氧化物、雙電荷離子（2）選擇無干擾同位素（3）數學公式干擾校正（4）冷等離子體技術能有效地消除與Ar有關的干擾，只對有些元素適用，會遇到嚴重的基體抑制效應，不適用于基體復雜的樣品，同時分析不穩定（5）碰撞/反應池技術（6）

消除基體ICP-MS干擾——如何消除質譜干擾質譜干擾的消除（1）——儀器參數的優化控制儀器的氧化物產率和雙電荷產率CeO/Ce<3%Ba++/Ba<3%影響因素：RF功率、霧化氣流量質譜干擾的消除（1）——儀器參數的優化控制儀器的氧化物產率和RF功率對離子強度的影響80012001600RFPower[Watts]MO+Intensity80012001600RFPower[Watts]M++Intensity80012001600RFPower[Watts]M+IntensityRF功率對離子強度的影響80012001600RFPow霧化氣流量對離子強度的影響IncreasingNebulizerArgonFlowIntensity霧化氣流量對離子強度的影響IncreasingNebuliICP參數之間對離子強度的影響IncreasingNebulizerArgonFlowIntensity900W1000W1100W1200WICP參數之間對離子強度的影響IncreasingNebu質譜干擾的消除（2）——選擇同位素、干擾校正方程盡量避免或者降低同質異位素干擾比如：Ca43 Fe57 使用干擾校正方程：……質譜干擾的消除（2）——選擇同位素、干擾校正方程盡量避免或者SpectralInterference-IsobaricCorrectionsSpectralInterference-IsobarPredictableCl-MolecularSpeciesMolecularIonAbund.(%)InterferedIsotopeAbund.(%)38Cl18O0.0555Mn10037Cl16O1H24.454Fe37Cl17O1H0.0155Mn35Cl40Ar75.275As10035Cl38Ar0.0573Ge7.7635Cl36Ar0.2571Ga39.637Cl40Ar24.477Se7.6337Cl38Ar0.0275As37Cl36Ar0.0873GePredictableCl-MolecularSpe質譜干擾的消除（3）——冷等離子體紅色斜體表示具有較高的離子能，無法在冷等離子體中分析。棕色陰影的元素具有較高的氧化物結合能，無法在冷等離子體中分析。

綠色帶下劃線的干擾物無法在冷等離子體中除去質譜干擾的消除（3）——冷等離子體紅色斜體表示具有較高的離子質譜干擾的消除（3）——冷等離子體冷等離子的實現方式：RF<650W,Plasmagas16L/min……冷等離子的局限性：……RelativeSensitivityofElementsinHNO3underCoolPlasma質譜干擾的消除（3）——冷等離子體冷等離子的實現方式：RF<質譜干擾的消除（4）——碰撞/反應池技術1將碰撞/反應氣通入碰撞/反應池內2經過大量的離子-分子碰撞和反應后，一方面，多原子離子干擾轉變成無害的非干擾物質或者待測元素轉變成另一種離子；另一方面，碰撞/反應池中還會發生一些復雜的二次反應和碰撞，生成許多有害的干擾物質。3為了消除或去除這些新產生的干擾物質，由于池結構的不同，可以使用兩項干擾消除技術。動能甄別(KED)：碰撞模式，用惰性碰撞氣體，例如He氣質量甄別(DRC)：反應模式，用純反應性氣體，例如O2,CH4,NH3等質譜干擾的消除（4）——碰撞/反應池技術1將碰撞/反應氣通用池技術(UCT?)動能甄別模式（KED）不需要大量的優化及可以減少多原子化合物的干擾。當不需要特別低的檢出限時，KED不失是一種理想的方式：一種條件，一種氣體即可分析所有同位素。動態反應模式（DRC）則可以為受干擾元素提供低于ppt的檢出限。標準模式（STD）通用池技術(UCT?)動能甄別模式（KED）不需要大量的碰撞模式如何工作？ArO+離子比

Fe+大,

所以ArO+碰撞可能性更大碰撞后離子動能顯著降低碰撞后，ArO+離子動能比Fe+小所以，ArO+和Fe+可以通過動能進行甄別++ArO+Fe+++He+碰撞+不碰撞碰撞模式如何工作？ArO+離子比Fe+大,所以ArOKED模式KED模式DRC中的分子離子反應+Ca++Ar+NH3++++++M IP(M)Ar 15.76eVNH3 10.16eVCa 6.11eVAr++NH3

NH3++ArDHr=DIP=-5.6eV(Exothermicreaction)k=1.60X10-9cm-3molecule-1second-1(*)Ca++NH3

noreactionDHr=DIP=+4.0eV(Endothermicreaction)k<10-13cm-3molecule-1second-1(*)(*):Anicich‘98通用池技術——反應模式DRC中的分子離子反應+Ca++Ar+NH3++++DRC的使用效果（CH4氣體）常規模式1ppbAs,SeDIWDRC模式1ppbAs,SeDIWDRC的使用效果（CH4氣體）常規模式DRC模式DRC對Se的干擾消除1%NitricAcidMatrixIDL=3*StandardDeviation通入CH4反應氣體后（Cellgas=0.6mL/min,RPq=0.65)，40Ar2+對80Se干擾完全消除。DRC對Se的干擾消除通入CH4反應氣體后（Cellgas動態反應池（DRC）Page30

As+

(stdmode)AsO+

(DRCmode)O2=0.60mL/min,Rpq=0.50As+

convertedtoAsO+動態反應池（DRC）Page30As+(st低