電感耦合等離子體直角加速時(shí)間飛行質(zhì)譜儀簡介(編輯修改稿)
2025-07-13 14:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要的離子到達(dá)檢測器）激活，覆蓋m/z范圍10~22，28~42及75~85，在測量過程中應(yīng)盡量避免這些質(zhì)量范圍以降低14N+、16O+、17OH+、18H2O＋、28N2+、30NO+、32O2+、40Ar+、41ArH+和80Ar+的響應(yīng)。oaTOFMS重要的優(yōu)點(diǎn)是大大降低了在離子束漂移方向上離子初速度的發(fā)散（平均速度為0），這有助于提高分辨能力。分辨率定義為譜峰最大強(qiáng)度一半處的全峰寬（FWHM），在折衷的操作條件下范圍大約為6Li的500，至238U的2200（雖然103Rh可選擇性達(dá)到2400）。由于檢測器脈沖寬度常數(shù)的貢獻(xiàn)和計(jì)時(shí)電子線路的波動(dòng)，分辨能力在低質(zhì)量數(shù)端有所降低降低。所有情況下，反射電壓都一直保持在690V，可以通過改變其它電壓對(duì)不同的元素進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。但更高的分辨率對(duì)于用戶而言實(shí)際可能并不需要，比如相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)四極桿儀器，ICPoaTOFMS可以消除NOH同量異位對(duì)31P測量的影響，此時(shí)需要的實(shí)際分辨率為967，以及消除14N2對(duì)28Si的干擾，此時(shí)需要的分辨率為958。圖2給出了在有代表性質(zhì)量范圍的許多元素獲得的典型的檢出限和背景計(jì)數(shù)，雖然操作人員可自己選擇積分窗（時(shí)間窗或質(zhì)量寬度窗），但在此研究中所有的測量都使用了由生產(chǎn)廠商設(shè)置的缺省參數(shù)， amu。%(v/v) HNO3的去離子水，積分時(shí)間為10 s，重復(fù)測量10次，計(jì)算出3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差， ng ml1 %(v/v)HNO3水溶液中每一待測同位素的靈敏度，以此計(jì)算出各個(gè)元素的檢出限?？傊瑱z出限與大部分在更高靈敏度下操作的四極桿儀器相當(dāng)，而且比Tian等報(bào)道的ICPaaTOFMS的檢出限要低一個(gè)數(shù)量級(jí)。在整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)的背景計(jì)數(shù)都相對(duì)較低。由于在被采樣的離子束和檢測器之間沒有直線可以到達(dá)的路徑，因而可以有效地從漂移區(qū)域消除中性離子的干擾，減少了粒子散射和二次離子的產(chǎn)生，從而降低了檢出限。值得一提的是，上述測量使用的是103Rh優(yōu)化的折衷參數(shù)，如果在低質(zhì)量范圍單獨(dú)優(yōu)化，可以進(jìn)一步改善Be和Co的檢出限。在此m/z范圍重新優(yōu)化儀器，可能將24Mg的靈敏度提高6倍。在折衷條件下，靈敏度從m/ MHz/mgml1迅速提高到m/ MHz/mgml1，在m/z 103達(dá)到7 MHz/mgml1，而從m/z為209處開始靈敏度大致保持穩(wěn)定，不再增加。 短期和長期穩(wěn)定性以20分鐘內(nèi)測量20次的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)短期穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1%RSD。對(duì)含有2 ngml1 的Mg、Cu、Ag、Ce、Y、Pt、Tl 和U的多元素溶液進(jìn)行無人職守連續(xù)測量過夜以評(píng)價(jià)儀器的長期穩(wěn)定性。圖3a給出了Ce、Ag、Cu和Mg測量所得的結(jié)果。在等離子體點(diǎn)火、儀器優(yōu)化及設(shè)定方法后1 h開始采集數(shù)據(jù)。在整個(gè)700分鐘的過程中，每間隔1分鐘測量一次，每次測量的積分時(shí)間為10 s。Ag、%/h， %/h。Ag的漂移最為嚴(yán)重， h內(nèi)。圖3b表明了107Ag/109Ag比值的長期穩(wěn)定性。在最初20分鐘的數(shù)據(jù)采集之后，可以看出比值相當(dāng)穩(wěn)定。如預(yù)期的一樣，通過比值消除了漂移對(duì)響應(yīng)的影響，每一元素的第二個(gè)同位素起到了理想內(nèi)標(biāo)的作用。對(duì)數(shù)據(jù)不需要應(yīng)用任何質(zhì)量偏倚校正，177。()。177。（信號(hào)采集最后的10分鐘），這表明在持續(xù)操作接近12 h過程中比值隨時(shí)間而變化是可以忽略的。值得一提的是，在幾分鐘量級(jí)的較短時(shí)間范圍內(nèi)，由于瞬時(shí)噪聲不均勻地影響同位素，存在不穩(wěn)定性。圖3b中，比值數(shù)據(jù)成釘形，類似于Begley和Sharp報(bào)道的結(jié)果，他們認(rèn)為一些波動(dòng)如質(zhì)量校準(zhǔn)和儀器質(zhì)量偏倚中存在的非穩(wěn)定性是造成這種現(xiàn)象的根源。而在ICPoaTOFMS上據(jù)作者觀察質(zhì)量校準(zhǔn)極其穩(wěn)定，在持續(xù)操作7天過程中， amu。但是，離子光學(xué)電壓短期的波動(dòng)可能改變同位素傳輸效率，使質(zhì)量偏倚產(chǎn)生波動(dòng)。有關(guān)儀器這方面的性能需要進(jìn)一步研究。圖3b中Ag的數(shù)據(jù)在研究的所有元素中是具有代表性的。 豐度靈敏度四極桿儀器的豐度靈敏度在低質(zhì)量數(shù)端一般低于1106，高質(zhì)量數(shù)端低于1107。使用89Y作為“擾動(dòng)”同位素（‘perturbing’isotope），以估計(jì)88Sr和90Zr的豐度靈敏度。通過引入含有1mgml1Y的溶液，89Y()產(chǎn)生強(qiáng)峰。圖4顯示了同時(shí)引入50 pg ml1 Sr溶液產(chǎn)生的信號(hào)，可以計(jì)算出89Y峰對(duì)88Sr峰的貢獻(xiàn)（相當(dāng)于引入含有4 pg ml1Sr的溶液），106。采用含有500 pg ml1濃度Zr的1mgml1濃度Y的溶液直接測量高質(zhì)量數(shù)處的靈敏度是不可能實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)楦邼舛葘?duì)脈沖計(jì)數(shù)檢測器電路產(chǎn)生沖擊。解決的辦法是可以應(yīng)用離子白化器以減弱Y的響應(yīng)。在這些條件下，在89Y高質(zhì)量數(shù)明顯產(chǎn)生清晰的信號(hào)拖尾，使得90Zr峰下的背景升高，估計(jì)相當(dāng)于140 pg ml1 的90Zr，105?？赡苡腥藭?huì)認(rèn)為使用離子白化器減弱不需要位置(m1)的信號(hào)強(qiáng)度所計(jì)算出的豐度靈敏度無法與四極桿儀器計(jì)算出的豐度靈敏度進(jìn)行比較，但很明顯使用離子白化器是一個(gè)優(yōu)勢。在這種條件下對(duì)數(shù)據(jù)的另一種解釋是計(jì)算計(jì)算(m+1)質(zhì)量數(shù)的等價(jià)濃度，如上所述90Zr處的等價(jià)濃度為140 pg ml1。104。對(duì)Zr的四種同位素快速掃描其相對(duì)峰的強(qiáng)度，如圖4b所示，表明譜圖中Zr的同位素90:91:92:94的豐度比值
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