BCEIA’99分析技术与仪器评议报告----电感耦合等离子体质谱技术新进展

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）近年来各主要厂家都对其关键技术如离子透镜、接口技术、检测器以及进样方式连用技术都进行研究开发，本届美国TJA（热电）公司推出PQ ExCell ICP-MS仪； Perkin-Elmer 公司推出ELAN 6100 系列ICP-MS 仪；安捷伦公简介：

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）近年来各主要厂家都对其关键技术如离子透镜、接口技术、检测器以及进样方式连用技术都进行研究开发，本届美国TJA（热电）公司推出PQ ExCell ICP-MS仪； Perkin-Elmer 公司推出ELAN 6100 系列ICP-MS 仪；安捷伦公司（原惠普公司）推出HP4500 增强型ICP-MS系列，此外还有Finnigan MAT、Varian、岛津等公司的产品。纵观各厂家仪器性能都有不同程度提高，其共同特点是高性能、高灵敏度、高精度、高自动化，尤其是对近十多年来在ICP-MS 技术的应用研究中多原子分子离子和同质异序素的干扰问题取得了新的技术突破。

在通常四极杆ICP-MS 分析中存在多原子离子和同质异序素的干扰，如40Ar对40Ca，40Ar和38ArH对39K，40Ar12C+对52Cr，38Ar16OH+对55Mn ，40Ar16O+对56Fe ， 40Ar35Cl+对75As，Ar2+对80Se，23Na40Ar+对63Cu，ClO+对51V+等等，其中最为棘手的就是40Ar对40Ca，40Ar-40Ar对80Se，40Ar16O对56Fe以及40Ar35Cl对75As的干扰，以往传统的四极杆ICP-MS采用减少干扰的办法是：

用He气代替Ar2气，但由于He气等离子体不稳定，不适合分析高浓度样品，而且He气价格较高，不适于常规使用。

现有大多数厂家都采用了CoolPlasma即冷等离子体技术，其方法是在ICP炬管与线圈之间放一接地的屏蔽线圈，使ICP炬管线圈的相对接地与进样锥同处接地状态。与此同时加大雾化器Ar气流量，降低ICP源功率，从常规1500W降到700W左右，从而产生冷等离子体。由于冷等离子体温度低，很难产生ArO+和Ar+，也难以剥蚀炬管，同时二次放电产生的分子离子也大大降低，显然ArO +等干扰明显降低。干扰减少，但同时带来新问题，如在冷等离子体条件下，金属离子的氧化物却又大大增加，带来新的干扰，更主要的是在冷等离子体条件下，待测元素灵敏度大大降低。因此对一个样品的测试，不得不采用测试两遍的办法，即用冷等离子体测试Fe、Ca、K，再用常规等离子体测试其它元素。

购买价格昂贵的高分辨率质谱仪

综上所述，尽管采用各种方法力图解决多原子离子和同质异序素的干扰，但不甚理想，因而严重制约了ICP-MS分析的推广应用。本届展览ICP-MS仪器中PQ ExCell的碰撞室技术（CCT）和ELAN 6100 DRC 动态反应池（dynamic reaction cell）技术都颇有新意，分述如下：

碰撞室技术（CCT）

美国PQ ExCell采用多极杆碰撞室技术（Collision Cell Technology），该技术采用由一多极杆离子导入镜、离子偏转镜及连续聚焦组成的称之为Infinity 聚焦系统，ICP火炬和进样接口与四极杆不在同一轴线上，其优点是有效降低背景，提高信噪比，改善检出限。碰撞室技术的核心是引入微量外加He或H2等气体到多极杆离子镜中，让He或H2在碰撞室中与多原子分子离子反复进行碰撞，产生电子或离子交换，使多原子分子离子离解成单原子离子，从而消除干扰，比较圆满地解决Ar及其多原子分子离子和同质异序素的干扰问题，有效地提高As、Se、Fe、Ca等的检测水平，可达到ppt-ppb级。

动态反应池技术

美国P-E公司ELAN 6100 DRC采用动态反应池（Dynamic Reaction Cell）技术，也称为化学分离法，即采用可控的离子分子化学技术，选择性地消除离子束中多原子分子离子和同质异序素的干扰。其基本原理是在四极滤质器的前端再加一组四极杆，并将其置于可通入还原气体的腔室内，依据离子分子化学反应的动态，控制还原气体流量，将离子束中多原子离子和同质异序素还原成中性物，从而消除它们的干扰，如40Ar对40Ca、40Ar和38ArH对39K、40Ar12C对52Cr、40Ar16O对56Fe以及40Ar35Cl对75As、40Ar-40Ar对80Se等的干扰，有效的改善其检测限，可达到ppt-ppb级水平。

综上所述，自从ICP-MS问世以来，一直困扰着用户的多原子离子及同质异序素的干扰，新一代的ICP-MS有希望得以圆满地解决，无疑这是一次比较重大的技术突破，将会给ICP-MS带来更为广阔的应用前景。　

Abstract
New Development on ICP-MS
In 99^BCEIA, some manufacturers exhibited their new ICP-MS instruments. They were:
(1). TJA: PQ ExCell
(2). PE: 6100
(3). Agilent (former HP): HP 4500
other manufacturers such as Finnigan MAT, Varian and Shimadzu also exhibited their products. Among of them PQ ExCell and 6100 were paid attention by analysts due to two technics to reduce the interferences of multi-atom ions, molecular ions and isobaric heterotope ions were used. These new technics are collision cell developed by TJA and dynamic reaction cell developed by PE. The core of the two technics is to introduce some gases (He, H2 or some reduction gases ) to quality separator. The gas particles collide the interference ions to single atom ions or reduce the ions to neutral particles. With the two technics, the detection limits of Ca, Fe, K, Cr, As and Se can reach ppt-ppb.