电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)是元素分析领域的高精尖工具,其技术原理基于等离子体电离与质谱检测的协同作用。仪器核心由三部分构成:电感耦合等离子体(ICP)作为离子源,通过高频电磁场将工作气体(如氩气)电离为高温(6000-10000K)等离子体,使样品中的元素原子化、电离;接口装置将等离子体中的离子高效传输至真空系统;质谱仪则通过磁场或电场按质荷比(m/z)分离并定量检测离子。
ICP-MS的核心优势显著:
超高灵敏度:可检测纳克(ng/L)至皮克(pg/L)级元素,尤其适合痕量分析,如环境中超痕量重金属检测。
多元素同步分析:一次进样可测定周期表中70余种元素,覆盖金属、非金属及同位素,大幅提升效率。
宽动态线性范围:跨越8-9个数量级,适应从高浓度到痕量的复杂样品,无需稀释即可精准定量。
同位素分辨能力:精准区分同位素(如²⁰⁸Pb与²⁰⁶Pb),为同位素示踪和地质年代学研究提供数据支持。
抗干扰性强:通过碰撞反应池等技术有效消除多原子离子干扰,提升复杂样品(如高盐、高有机物样品)分析准确性。
相较于传统技术(如原子吸收AAS、电感耦合等离子体发射光谱ICP-OES),ICP-MS在灵敏度、多元素覆盖及同位素分析能力上表现,已成为环境监测、食品安全、生物医药及材料科学等领域元素分析的工具,推动痕量分析向更高精度与更广维度发展。