安捷倫ICP電感耦合等離子體是一種通過(guò)電磁感應(yīng)作用加熱微小放電火焰,產(chǎn)生高溫等離子體場(chǎng)的技術(shù)。利用高頻電磁場(chǎng)通過(guò)電氣線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),從而在放電火焰中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦電流),進(jìn)而加熱火焰中的氣體,使其電離并形成等離子體。通常包括等離子體炬管、高頻發(fā)生器(產(chǎn)生高頻電流)、感應(yīng)圈、供氣系統(tǒng)和霧化系統(tǒng)等組件。炬管由三層同心石英玻璃管組成,外管內(nèi)切向通入的氬氣為等離子體工作氣或冷卻氣,中管通入的氬氣為輔助氣,內(nèi)管中的氬氣為載氣,將試樣氣溶膠引入炬中。
安捷倫ICP電感耦合等離子體的組成部分:
1.樣品引入系統(tǒng)(進(jìn)樣系統(tǒng))
霧化器:將液體樣品轉(zhuǎn)化為細(xì)小氣溶膠(如同心玻璃霧化器、交叉流霧化器或高鹽霧化器);
霧室(Spray Chamber):去除大液滴,僅讓細(xì)小氣溶膠進(jìn)入等離子體,常用雙通路霧室或旋流霧室;
蠕動(dòng)泵:穩(wěn)定輸送樣品溶液,控制進(jìn)樣速率。
部分系統(tǒng)可選配激光燒蝕(LA)、氫化物發(fā)生(HG)或自動(dòng)進(jìn)樣器(ASX系列)實(shí)現(xiàn)固態(tài)或特殊形態(tài)樣品分析。
2.等離子體發(fā)生系統(tǒng)(離子源/激發(fā)源)
炬管(Torch):通常為三同心石英管(Fassel型),中心通道導(dǎo)入樣品氣溶膠,外層通冷卻氣(Plasma Gas)、中層輔助氣(Aux Gas)、內(nèi)層載氣(Carrier Gas),均為高純氬氣;
射頻發(fā)生器(RF Generator):提供高頻電磁場(chǎng)(通常27.12 MHz或40.68 MHz),功率范圍700–1600 W,用于激發(fā)氬氣形成高溫(6000–10000 K)等離子體;
感應(yīng)線圈(Load Coil):銅制水冷線圈,環(huán)繞炬管上部,產(chǎn)生交變磁場(chǎng)維持等離子體穩(wěn)定燃燒。
3.光學(xué)/質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)
ICPOES:
光學(xué)系統(tǒng)(如中階梯光柵+棱鏡交叉色散);
固態(tài)檢測(cè)器(CCD或CMOS),實(shí)現(xiàn)全譜simultaneous或快速sequential檢測(cè)。
ICPMS:
接口系統(tǒng):包括采樣錐(Sampler Cone)和截取錐(Skimmer Cone),將常壓等離子體離子束引入高真空系統(tǒng);
離子透鏡系統(tǒng):聚焦離子束,去除中性粒子和光子干擾;
碰撞/反應(yīng)池(CRC):消除多原子離子干擾(如使用He、H?、NH?等氣體);
質(zhì)量分析器:多為四極桿(Quadrupole),高d型號(hào)含雙四極桿或飛行時(shí)間(TOF);
檢測(cè)器:電子倍增器(EM)或法拉第杯,用于信號(hào)放大與采集。
4.真空系統(tǒng)(ICPMS特y)
多級(jí)機(jī)械泵+渦輪分子泵組合,維持接口區(qū)、離子透鏡區(qū)及質(zhì)量分析器的高真空環(huán)境(10??–10??mbar),確保離子有效傳輸。
5.控制系統(tǒng)與軟件
安捷倫專(zhuān)用軟件(如MassHunter for ICPMS,ICP Expert for ICPOES);
實(shí)現(xiàn)儀器控制、方法開(kāi)發(fā)、自動(dòng)調(diào)諧、數(shù)據(jù)采集、定量分析、干擾校正及合規(guī)性報(bào)告生成;
支持智能診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控和審計(jì)追蹤(符合21 CFR Part 11)。
6.輔助與安全系統(tǒng)
冷卻循環(huán)水裝置(用于RF線圈和炬管冷卻);
高純氬氣供氣系統(tǒng)(含減壓閥、凈化器);
廢液收集與排風(fēng)系統(tǒng);
安全聯(lián)鎖裝置(如炬管未安裝時(shí)禁止點(diǎn)火)。