仪器百科

ICP-MS的发展历史及现状

ICP-MS

  Z初的ICP-MS的概念出现在1970年,是源于继ICP-AES技术快速发展之后而产生的对下一代多元素分析仪器系统的需求。尽管那时ICP-MS没进入市场,但很明显,特别是对于地球化学分析来说,基体问题是很严重的。

ICP-MS的发展历史

  1974年产出diyi台ICP商品机:

  上世纪60年代末期,采用电感耦合等离子体源的原子光谱技术成为当时应用于微量元素分析的一项非常有前途的技术。1970年人们注意到,使用当时的光谱仪分析岩石样品中的微量元素遇到高浓度基体(高于30%)时,基体谱线会对微量元素产生明显的干扰。对富含谱线的基体元素Ca、Al、Fe等来说,产生的干扰尤为严重。这种潜在的制约因素存在促使人们寻求其它的多元素微量分析方法,直至1974年才由美国生产出diyi台商品机,该仪器用于溶液分析。

ICP-MS的发展历史.jpg

  1974年直流等离子体技术突破:

  经过尝试,认为常压电流(DC)和射频(RF)等离子体在应用中显出这种作用,特别是ICP作为发射源使等离子体中分析物有效电离能够满足新一代仪器源的要求。同时也注意到惰性气体在大气压下的电等离子体可能是一个很好的离子源。因此人们采用四极杆质量分析器和通道式离子检测器开展可行性研究。Gray在1974年完成了直流等离子体技术突破。

  1975-1980年ICP与MS结合:

  一些项目研究也随之在美国和加拿大两国开展,美国研究人员主要采用ICP,而加拿大研究人员采用微波诱导等离子体MIP(1981),后来也改用ICP(1983)。在此期间美、英建立了密切的项目合作关系,共同解决ICP与MS结合时的一系列关键技术问题:

  (1)由于ICP高温射频场带来的问题;

  (2)高温等离子体与质谱的接口问题;

  (3)如何降低等离子体对地电位问题等。

  1981年获得diyi张ICP谱图:

  而这些问题的集中于必须提供一个样品入射孔,同时入射孔也要足够大,以避免在它前面形成一个冷界面层。这就要求孔径不小于0.2mm,还要改进设备提取气体能力。1981年Gray在Surrey实验室设计完成了ICP源上所预期性能的设备,获得了diyi张ICP谱图(Gray,1982;Date和Gray,1983a;Gray和Date,1983;Gray,1986a)。

  1984年实验室首次安装ICP-MS:

  1983年英国VG公司与加拿大Sciex公司率先推出世界上diyi台ICP-MS。1984年在用户实验室才首次安装ICP-MS。在此以后ICP-MS在化学分析中广泛应用开来。

ICP-MS发展现状

  现在ICP-MS已在地质、环境、医学、材料、石油化工等诸多领域得到了广泛应用。在核工业中,ICP-MS的应用也得到了不断地深化。在20世纪80年代ICP-MS的研究主要集中在仪器分析特点的讨论、潜力的发掘以及一些简单样品的分析上,随着应用的深入和被分析样品的复杂化,90年代ICP-MS一方面被用来完成极为困难的分析任务,其样品处理和进样装置常常需要作特别的考虑和设计,甚至整个ICP-MS都需改装,而在另一方面,作为快速、简便、有力的分析工具,ICP-MS正逐渐应用到生产或其它研究的例行分析中,每天可测量数百个样品,提供大量的数据。

ICP-MS.jpg

  就ICP-MS本身而言,以扇形磁铁代替四极杆形成HR-ICP-MS的技术已经成熟并实现了商业化,这种高分辨率的能力在许多应用领域中都是很有价值的。以多接收检测器代替单接收检测器也是ICP-MS发展的趋势,尤其是对同位素比值精密分析来说这是极为必要的。ICP-MS的操作软件将越来越易于操作且功能将越来越强大,整个ICP-MS的自动化程度会不断提高。以飞行时间为质量分析器的ICP-MS现在已经由LECO和GBC公司实现了商品化。

  在所有ICP-MS技术的发展和改进中,进样及联用技术始终是其Z为活跃的研究领域之一,尽管诸如HPLC、IC、FI、ETV、LA等样品处理和进样装置已经实现了商业化并可很容易地与ICP-MS进行耦合,但这方面的研究和应用仍将是今后ICP-MS发展的ZD。FI已经发展成为一种在线自动化的样品预处理技术,并使多种分析技术的在线联机检测成为可能,这对核工业中中、强放射性的样品分析来说往往是至关重要的。随着人们对生物学、核工业等领域中元素的存在形态日益重视,色谱与ICP-MS的联用技术已经得到了长足的发展和应用。


2005-04-28
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