电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)被广泛应用于固态和液态样品的微量元素分析,在学术界和工业界均有着较多应用。随着对微观尺度(纳米级)分布和瞬时短信号(微秒级)事件的关注逐渐增加,越来越多的元素分析工作选择使用飞行时间质谱仪(Time-Of-Flight,TOF)作为ICP-MS的检测器。相比市场上的四极杆质谱仪和磁扇区质谱仪,飞行时间质谱仪具有极高的检测速度,即可在几十微秒内检测到元素周期表内几乎所有的元素(从锂Li到铀U),以及与单四极杆相似的检测下限(TOF与生俱来的高分辨率可更好分辨干扰信号)。
然而,由于飞行时间质谱仪能够检测到广谱的离子范围,其中包括形成电感耦合等离子体的氩以及氧、氮、硅等元素形成的背景离子,因此高信号强度的离子对飞行时间质谱仪的影响是普遍的 。如上所述,它们可能来自等离子体电离过程的背景离子(氩相关离子),也可能来自样品中的主量元素,因此需要“免疫系统”适当地降低(不是完全去除,详见下文)这些离子的信号强度,这样可以更好地保护检测器并减少空间电荷效应对谱图的影响。
ICP-TOF
陷波技术及其优势
PTR-TOF
其他仪器厂商的解决方式
ICP-TOF
结论
综上所述,TOFWERK icpTOF采用的陷波技术(notch filter)可以减弱高信号强度离子的影响,但并不清除这些离子。这意味着主量元素离子仍可以被定量分析或选作内标记物。同时,icpTOF可以在关闭碰撞反应池的情况下正常运行,且具有与相似类型仪器在开启碰撞反应池时才能达到的性能。关闭碰撞反应池意味着在icpTOF运行中不必使用氢气气体,这既节约了实验室成本,也提高了安全性。
另外,陷波四极杆被设计在飞行时间腔体之前,这有效地控制了飞行时间质谱的基线信号强度,并且可以通过后期数据处理进行修正。因此,陷波技术作为icpTOF的“免疫系统”,可以有效地减弱有害离子对原始谱图的影响,从而为更准确的定量分析结果保驾护航。
参考文献
1. Borovinskaya, Olga, Bodo Hattendorf, Martin Tanner, Sabrina Gschwind, and Detlef Günther. “A Prototype of a New Inductively Coupled Plasma Time-of-Flight Mass Spectrometer Providing Temporally Resolved, Multi-Element Detection of Short Signals Generated by Single Particles and Droplets.” J. Anal. At. Spectrom. 28, no. 2 (2013): 226–33. https://doi.org/10.1039/C2JA30227F.
2. Kai et al, 2014, A simple template-based transfer method to fabricate Bradbury–Nielsen gates with uniform tension for ion mobility spectrometry, Rev Sci Instrum 85, 085107. https://doi.org/10.1063/1.4891617
[来源:南京拓服工坊(TOFWERK中国)]
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