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负氧离子激发仪原理

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负氧离子激发仪原理相关的论坛

  • 【求助】关于离子激发的问题。

    大家好,现在正在学习ICP在看基本理论是,看到下面一句话,理解不了“原子发射光谱分析是根据试样物质中气态原子(或离子)被激发以后,其外层电子辐射跃迁所发射的特征辐射能(不同的光谱) ,来研究物质化学组成的一种方法。”气态原子被激发我知道。但离子被激发是什么意思呢?举个例子,谢谢大家![em0815]

  • 【求助】关于铕离子激发谱线的问题

    【求助】关于铕离子激发谱线的问题

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/05/201105262153_296399_2248426_3.jpg我在报告的时候,放了這张铕离子放荧光的原理图,教授看了,忽然问我一个麻烦的问题:为什么这样的转移模式只需要用到394nm的uv激发,我找遍了数据,却依旧无解,有没有人可以给个意见,非常感谢!补:我最困惑的是,老师为什么会觉得只需要394nm不合理,毕竟394nm还是比普通的光致荧光所需要的能量还要大,不是吗?还是从图看来,理论上要达用更大能量的激发光?果真如此的话,这应该要用到多少才合理?→给个意见就好,这样找数据也有方向~拜托了~~

  • 荧光光谱仪激发谱的测量原理?

    激发谱是采用连续光源获得的,最多的是氙灯为光源的光谱仪。激发光栅扫描,不同激发波长的光激发样品,在固定发射波长的发光强度值的对应关系,称为激发谱。由于氙灯等激发源不同波长的能量不同,所以我们采用一个参比检测器,实时的测定入射能量的变换。实际激发谱的强度是发射检测器强度/参比检测器的强度。现阶段,我们能够做的激发谱范围是200-1000nm,是由于光栅特征和硅二极管参比检测器的能力决定的。

  • 实验分析仪器--基质辅助激光解吸电离源结构原理及特点

    [b]1.基本原理 [/b]基质辅助激光解吸电离源(matrix-assisted laser desorption ionization ,MALDI)需要有基体参与电离过程,其基体一般都是在激光的作用下具有很强的电子吸收能力的有机酸。基体中的样品一般需要高度稀释,以免样品分子之间相互作用。 MALDI可以非常高效地提供生物大分子的分子离子(通常为[M+H][sup]+[/sup]或[M+Na][sup]+[/sup]。一般而言,有机酸(即基体)的酸性越强,离子化过程中产生的碎片就越多。值得注意的是,样品-基体的配合物必须形成晶体,如果形成的晶体不好,则意味着样品和基体之间的作用还不充分,难以获得理想的灵敏度和谱图。激发用的激光一般波长均为308nm,但是也可以用二氧化碳的IR激光器来进行激发。在激光的作用下,基体的分子被很快蒸发,样品分子和基体分子之间的作用力被很快削弱,使得样品分子也解离出来,形成离子而进入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url],并且具有较大的动能。其工作原理见图1。[b]2.技术分类[/b]基质辅助激光解吸电离源属于光子激发的表面解吸离子源,其能量由激光的光子提供。[b]3.技术特点[/b]基质辅助激光解吸电离源技术具有非常高的灵敏度,需要的样品量一般为pmol~fmol之间,能够用于分子量大于10000Da的生物活性物质分析,还能够很方便地与TOF联用。在成像系统的辅助下,该离子源可以实现样品表面的分子成像。 [img=image.png,500,243]https://i3.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167183766409.png[/img]图1 基质辅助激光解吸电离源原理示意图

  • ECD激发的问题

    之前有台气相好久没有用过ECD,忽然需要用ECD作样,在开机后ECD的响应值好久一段时间都是零,后来问工程师说是,ECD太久没用还没激发成功,要老化一段时间才能激发检测器,之后老化了一天多才激发检测器。虽然问题解决了,但我想知道ECD里面的运行原理;及怎么能避免由于长时间搁置ECD检测器而激发失败的情况;还有其他检测器的一些常见异常情况,最好能说说

  • 灯丝不激发

    我用的是安捷伦7890-5977气质联用仪,遇到的问题是灯丝不激发。更换过灯丝,清洗过离子源,擦拭过陶瓷板,能正常调谐,但做样时灯丝不激发,大家遇到过这样的问题吗?

  • 热猝灭?---高温加热导致的荧光激发谱红移

    热猝灭?---高温加热导致的荧光激发谱红移

    LED照明在这个世博会出尽了风头而LED的发光粉测试给出的光谱或色度会在实际使用中有些偏差,主要是发光的强度随着温度升高而变化;给LED粉实际使用配比带来难度。如何在温度升高时候,发光强度变化更小,是LED粉研发的课题之一这里介绍一个测试的实际例子,和大家共享。发光粉温度和强度的关系不是简单的温度升高---发光强度变低,或许相反。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005092123_217350_1609847_3.jpg[/img]细节的测试曲线:温度升高,发光强度变高,365nm激发下的发射变温谱[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005092125_217351_1609847_3.jpg[/img]细节的测试曲线:温度升高,发光强度变低,254nm激发下的发射变温谱[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005092127_217352_1609847_3.jpg[/img]为了探讨产生原理,我们测试了变温状态的激发谱:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005092130_217353_1609847_3.jpg[/img]激发谱在温度升高情况下,产生红移。红移导致了前面提到的不同激发波长下,不同的变温---强度趋势。后续:如果进一步探讨红移的原因,采用温度变化的XRD来了解晶格的变化估计会给出更有说服力的理由。[/align]

  • ARL3460更换辅助电极后激发异常

    1.今天更换了辅助电极后,激发时间比以前长了很久。例如往常激发声音出现就10秒就有停顿,更换后发现要20秒才会停顿。2.标准化到第三块样时,激发的点都是白色,数据偏得很离谱

  • 激发光源的使用

    激发光源的作用就是提供试样蒸发、原子化和激发所需的能量。原子发射光谱中使用的光源有等离子体、电弧、高压火花和激光微探针等。目前,应用最重要、最广泛的激发光源是等离子体光源,它又包括电感耦合高频等离子体光源(ICP)、直流等离子体(DCP)和微波等离子体(MIP)光源。我们绝大多数版友用的原子发射光谱仪所用的激发光源都是等离子体,且是电感耦合高频等离子体光源较多。不知道各位版友有用其他光源的吗?讨论一下!

  • 不同金属的激发点是不一样的吗?

    不同金属的激发点是不一样的吗? 一般要求中心金属光泽,四周发黑才是OK的。 但今天发现紫铜,青铜, T10的激发点都很淡??? 而304的激发点很漂亮 ?????? 样品表面都是车的。

  • 电感耦合高频等离子体ICP工作原理

    [b]电感耦合高频等离子体ICP工作原理分析原理:[/b]利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。

  • 实验室分析仪器--质谱仪离子轰击型离子源及原理

    利用不同种类的一次离子源产生的高能离子束轰击固体样品表面,使样品被轰击部位的分子和原子脱离表面并部分离子化—一产生二次离子,然后将这些二次离子引出、加速进入到不同类型的质谱仪中进行分析。这种利用高能一次离子轰击使被分析样品电离的方式统称为离子轰击电离。使用的一次离子源包括氧源、氩源、铯源、镓源等。[b]1、溅射过程及溅射电离的机理[/b]一个几千电子伏能量的离子束(初级离子)和固体表面碰撞时,初级离子和固体晶格粒子相互作用导致的一些过程如图2所示。一部分初级离子被表面原子散射,另一部分入射到固体中,经过一系列碰撞后,将能量传递给晶格。获得一定能量的晶格粒子反弹发生二级、三级碰撞,使其中一些从靶表面向真空发射,即溅射。溅射出来的晶格粒子大部分是中性的,另有一小部分粒子失去电子或得到电子成为带正电或负电的粒子,这部分带电粒子称为二次离子。[img=b5d7ca2ed153a848f53723f1c88a292.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178216624641.jpg[/img]图2 溅射离子过程关于二次离子产生的机理,有许多学者进行了研究, Evans的综述认为有两种过程导致二次离子产生。一种是“动力学”过程,连级碰撞的结果使电中性的晶格粒子发射到真空中,其中一部分处于亚稳激发态,它们在固体表面附近将价电子转移到固体导带顶端而电离。另一种是“化学”过程,认为在样品靶中存在化学反应物质,比如氧,由于氧的高电子亲和势减少了自由导带电子数目,这就降低了在固体中生成的二次离子的中和概率,允许它们以正离子发射。反应物质可能是固体中本来就存在的,也可以是以一定的方式加入体系的。在这两个过程中,“化学”过程起主导作用。[b]2、几种常用的一次离子源[/b]目前在离子轰击电离方式中,用于产生一次离子的离子源型号很多,主要介绍下面两种类型的离子源:冷阴极双等离子体源和液态金属场致电离离子源。[b](1)冷阴极双等离子体源[/b]世界上不同厂家制造的SMS仪器,所选用的冷阴极双等离子体离子源可能因生产厂家及型号不同,外形结构差异很大,但基本工作原理类同。图3为冷阴极双等离子源的基本结构示意。冷阴极双等离子体离子源具有电离效率高、离子流稳定、工作可靠及能产生极性相反的引出离子等特点。[b](2)液态金属场致电离离子源[/b]场致电离离子源通常使用的金属有镓、铟、铯等,使用金属离子轰击固体样品表面产生负的二次离子,多用于氧、硫、碳等非金属元素的分析。由于一次金属离子在样品表面会产生电荷累积效应,因此需要配合电子枪使用。图4是铯源的基本结构示意。[img=6e861f14b1d8243a7d37f50da23bf84.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178217279729.jpg[/img]图3 冷阴极双等离子源的基本结构示意图[img=c72458c7b868299d2724613ef5b0b90.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178218901488.jpg[/img]图4 铯源的基本结构示意图

  • ICP光谱议中等离子体焰的形成过程及原理

    ICP光谱议中等离子体焰的形成过程及原理ICP英文翻译过来是电感耦合等离子体,顾名思义,在炬管的切向方向引入高速氩气,氩气在炬管的外层形成高速旋流,通过类似真空检漏仪的装置产生的高频电火花使氩气电离出少量电子,形成一个沿炬管切线方向的电流.因为炬管放置在高频线圈内,通过高频发生器产生的高频振荡通过炬管线圈耦合到已被电离出少量电子的氩气上,使氩气中的这部分电子加速运动,撞击其他电子产生电离,形成雪崩效应,最终靠高频发生器连续提供能量,即可形成一个稳定的等离子体火焰. 电感耦合高频等离子(ICP)光源 等离子体是一种由自由电子、离子、中性原子与分子所组成的在总体上呈中性的气体,利用电感耦合高频等离子体(ICP)作为原子发射光谱的激发光源始于本世纪60年代。ICP装置由高频发生器和感应圈、炬管和供气系统、试样引入系统三部分组成。高频发生器的作用是产生高频磁场以供给等离子体能量。应用最广泛的是利用石英晶体压电效应产生高频振荡的他激式高频发生器,其频率和功率输出稳定性高。频率多为27-50 MHz,最大输出功率通常是2-4kW。  感应线圈一般以圆铜管或方铜管绕成的2-5匝水冷线圈。  等离子炬管由三层同心石英管组成。外管通冷却气Ar的目的是使等离子体离开外层石英管内壁,以避免它烧毁石英管。采用切向进气,其目的是利用离心作用在炬管中心产生低气压通道,以利于进样。中层石英管出口做成喇叭形,通入Ar气维持等离子体的作用,有时也可以不通Ar气。内层石英管内径约为1-2mm,载气载带试样气溶胶由内管注入等离子体内。试样气溶胶由气动雾化器或超声雾化器产生。用Ar做工作气的优点是,Ar为单原子惰性气体,不与试样组分形成难解离的稳定化合物,也不会象分子那样因解离而消耗能量,有良好的激发性能,本身的光谱简单。  当有高频电流通过线圈时,产生轴向磁场,这时若用高频点火装置产生火花,形成的载流子(离子与电子)在电磁场作用下,与原子碰撞并使之电离,形成更多的载流子,当载流子多到足以使气体有足够的导电率时,在垂直于磁场方向的截面上就会感生出流经闭合圆形路径的涡流,强大的电流产生高热又将气体加热,瞬间使气体形成最高温度可达10000K的稳定的等离子炬。感应线圈将能量耦合给等离子体,并维持等离子炬。当载气载带试样气溶胶通过等离子体时,被后者加热至6000-7000K,并被原子化和激发产生发射光谱。  ICP焰明显地分为三个区域:焰心区、内焰区和尾焰区。  焰心区呈白色,不透明,是高频电流形成的涡流区,等离子体主要通过这一区域与高频感应线圈耦合而获得能量。该区温度高达10000K,电子密度很高,由于黑体辐射、离子复合等产生很强的连续背景辐射。试样气溶胶通过这一区域时被预热、挥发溶剂和蒸发溶质,因此,这一区域又称为预热区。  内焰区位于焰心区上方,一般在感应圈以上10-20mm左右,略带淡蓝色,呈半透明状态。温度约为6000-8000K,是分析物原子化、激发、电离与辐射的主要区域。光谱分析就在该区域内进行,因此,该区域又称为测光区。  尾焰区在内焰区上方,无色透明,温度较低,在6000K以下,只能激发低能级的谱线。

  • ARL3460不激发

    光谱仪有几天没用,昨天分析试样时不激发,连续分析几个样后可以激发了,但今天又不能激发了,辅助电极检查没问题,点火线圈测量有12V电压。请问版主是什么情况?

  • 【求助】关于激发能

    跪求,元素各波长的激发能哪里可以查到或者如何计算。我用△E=hc/λ公式求算,发现大部分原子线的激发能可以通过这个公式计算,但是离子线却不行,哪位大侠有相关资料,不甚感激!

  • 如何理解光谱分析中的激发能,电离能的概念?

    相信很多人对于激发能和电离能凭借表面文字可以简单理解,所谓激发能是指气态原子或离子,由基态最低能级过渡到激发态所需的能量,这种过渡称激发;而电离能是指从气态原子基态最低能级移去电子至电离状态所需的能量,移去一个电子所需能量称第一电离能,移去二个、三个电子所需能量相应为第二电离能、第三电离能。激发能和电离能的高低是原子、离子结构固有的特征,是衡量元素激发和电离难易的程度和谱线灵敏度及波长位置的一个重要标志,其高低取决于原子或离子中原子核对外层电子的作用力的大小。

  • ICP光谱仪中等离子体焰的形成过程及原理

    ICP英文翻译过来是电感耦合等离子体,顾名思义,在炬管的切向方向引入高速氩气,氩气在炬管的外层形成高速旋流,通过类似真空检漏仪的装置产生的高频电火花使氩气电离出少量电子,形成一个沿炬管切线方向的电流.因为炬管放置在高频线圈内,通过高频发生器产生的高频振荡通过炬管线圈耦合到已被电离出少量电子的氩气上,使氩气中的这部分电子加速运动,撞击其他电子产生电离,形成雪崩效应,最终靠高频发生器连续提供能量,即可形成一个稳定的等离子体火焰。 电感耦合高频等离子(ICP)光源 等离子体是一种由自由电子、离子、中性原子与分子所组成的在总体上呈中性的气体,利用电感耦合高频等离子体(ICP)作为原子发射光谱的激发光源始于本世纪60年代。 ICP装置由高频发生器和感应圈、炬管和供气系统、试样引入系统三部分组成。高频发生器的作用是产生高频磁场以供给等离子体能量。应用最广泛的是利用石英晶体压电效应产生高频振荡的他激式高频发生器,其频率和功率输出稳定性高。频率多为27~50 MHz,最大输出功率通常是2~4kW。  感应线圈一般以圆铜管或方铜管绕成的2-5匝水冷线圈。  等离子炬管由三层同心石英管组成。外管通冷却气Ar的目的是使等离子体离开外层石英管内壁,以避免它烧毁石英管。采用切向进气,其目的是利用离心作用在炬管中心产生低气压通道,以利于进样。中层石英管出口做成喇叭形,通入Ar气维持等离子体的作用,有时也可以不通Ar气。内层石英管内径约为1~2mm,载气载带试样气溶胶由内管注入等离子体内。试样气溶胶由气动雾化器或超声雾化器产生。用Ar做工作气的优点是,Ar为单原子惰性气体,不与试样组分形成难解离的稳定化合物,也不会象分子那样因解离而消耗能量,有良好的激发性能,本身的光谱简单。  当有高频电流通过线圈时,产生轴向磁场,这时若用高频点火装置产生火花,形成的载流子(离子与电子)在电磁场作用下,与原子碰撞并使之电离,形成更多的载流子,当载流子多到足以使气体有足够的导电率时,在垂直于磁场方向的截面上就会感生出流经闭合圆形路径的涡流,强大的电流产生高热又将气体加热,瞬间使气体形成最高温度可达10000K的稳定的等离子炬。感应线圈将能量耦合给等离子体,并维持等离子炬。当载气载带试样气溶胶通过等离子体时,被后者加热至6000-7000K,并被原子化和激发产生发射光谱。  ICP焰明显地分为三个区域:焰心区、内焰区和尾焰区。  焰心区呈白色,不透明,是高频电流形成的涡流区,等离子体主要通过这一区域与高频感应线圈耦合而获得能量。该区温度高达10000K,电子密度很高,由于黑体辐射、离子复合等产生很强的连续背景辐射。试样气溶胶通过这一区域时被预热、挥发溶剂和蒸发溶质,因此,这一区域又称为预热区。  内焰区位于焰心区上方,一般在感应圈以上10-20mm左右,略带淡蓝色,呈半透明状态。温度约为6000~8000K,是分析物原子化、激发、电离与辐射的主要区域。光谱分析就在该区域内进行,因此,该区域又称为测光区。  尾焰区在内焰区上方,无色透明,温度较低,在6000K以下,只能激发低能级的谱线。

  • 实验室分析仪器--质谱仪的离子源种类及各自原理

    离子源是质谱仪器最主要的组成部件之一,其作用是使被分析的物质分子或原子电离成为离子,并将离子会聚成具有一定能量和一定几何形状的离子束。由于被分析物质的多样性和分析要求的差异,物质电离的方法和原理也各不相同。在质谱分析中,常用的电离方法有电子轰击、离子轰击、原子轰击、真空放电、表面电离、场致电离、化学电离和光致电离等。各种电离方法是通过对应的各种离子源来实现的,不同离子源的工作原理不同,其结构也不相同。离子源是质谱仪器的一个重要部分,它的性能直接影响仪器的总体技术指标。因此,对各种离子源的共性要求如下:①产生的离子流稳定性高,强度能满足测量精度;②离子的能量发散小;③记忆效应小;④质量歧视效应小;⑤工作压强范围宽;⑥样品和离子的利用率高。[b]一、电子轰击型离子源[/b]电子轰击离子源(electron impact ion source)是利用具有一定能量的电子束使气态的样品分子或原子电离的离子源(简称EI源)。具有结构简单、电离效率高、通用性强、性能稳定、操作方便等特点,可用于气体、挥发性化合物和金属蒸气等样品的电离,是质谱仪器中广泛采用的电离源之一。在质谱分析领域,为了适应不同样品电离的需求质谱仪器会配置不同功能的离子源。但电子轰击源作为一个基本装置,仍被广泛应用在气体质谱仪、同位素质谱仪和有机质谱仪上。应该特别指出,电子轰击源是最早用于有机质谱分析的一种离子源,可提供有机化合物丰富的结构信息,具有较好的重复性,是有机化合物结构分析的常规工具。电子轰击离子源一般由灯丝(或称阴极)、电子收集极、狭缝、永久磁铁。、聚焦电极等组成(见图1)[img=49049846c413a18bd54bf33a180973f.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178115431647.jpg[/img]图1 电子轰击型离子源示意图灯丝通常用钨丝或铼丝制成。在高真空条件下,通过控制灯丝电流使灯丝温度升至2000℃左右发射电子。一定能量的电子在电离室与气态的样品分子或原子相互作用使其部分发生电离。永久磁铁产生的磁场使电子在电离室内做螺旋运动,可增加电子与气态分子或原子之间相互作用的概率,从而提高电离效率。电离室形成的离子在推斥极、抽出极、加速电压(accelerating voltage)、离子聚焦透镜等作用下,以一定速度和形状进入质量分析器。在电子轰击源中,被测物质的分子(或原子)是失去价电子生成正离子:M+eM[sup]+[/sup]+2e或是捕获电子生成负离子:M+e[sup]-[/sup]→m一般情况下,生成的正离子是负离子的10[sup]3[/sup]倍。如果不特别指出,常规质谱只研究正离子。轰击电子的能量一般为70eV,但较高的电子能量可使分子离子上的剩余能量大于分子中某些键的键能,因而使分子离子发生裂解。为了控制碎片离子的数量,增加分子离子峰的强度,可使用较低的电离电压。一般仪器的电离电压在5~100V范围内可调。电子轰击源的一个主要缺点是固、液态样品必须气化进入离子源,因此不适合于难挥发的样品和热稳定性差的样品。[b]二、离子轰击型离子源[/b]利用不同种类的一次离子源产生的高能离子束轰击固体样品表面,使样品被轰击部位的分子和原子脱离表面并部分离子化—一产生二次离子,然后将这些二次离子引出、加速进入到不同类型的质谱仪中进行分析。这种利用高能一次离子轰击使被分析样品电离的方式统称为离子轰击电离。使用的一次离子源包括氧源、氩源、铯源、镓源等。[b]1、溅射过程及溅射电离的机理[/b]一个几千电子伏能量的离子束(初级离子)和固体表面碰撞时,初级离子和固体晶格粒子相互作用导致的一些过程如图2所示。一部分初级离子被表面原子散射,另一部分入射到固体中,经过一系列碰撞后,将能量传递给晶格。获得一定能量的晶格粒子反弹发生二级、三级碰撞,使其中一些从靶表面向真空发射,即溅射。溅射出来的晶格粒子大部分是中性的,另有一小部分粒子失去电子或得到电子成为带正电或负电的粒子,这部分带电粒子称为二次离子。[img=b5d7ca2ed153a848f53723f1c88a292.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178115377492.jpg[/img]图2 溅射离子过程关于二次离子产生的机理,有许多学者进行了研究, Evans的综述认为有两种过程导致二次离子产生。一种是“动力学”过程,连级碰撞的结果使电中性的晶格粒子发射到真空中,其中一部分处于亚稳激发态,它们在固体表面附近将价电子转移到固体导带顶端而电离。另一种是“化学”过程,认为在样品靶中存在化学反应物质,比如氧,由于氧的高电子亲和势减少了自由导带电子数目,这就降低了在固体中生成的二次离子的中和概率,允许它们以正离子发射。反应物质可能是固体中本来就存在的,也可以是以一定的方式加入体系的。在这两个过程中,“化学”过程起主导作用。[b]2、几种常用的一次离子源[/b]目前在离子轰击电离方式中,用于产生一次离子的离子源型号很多,主要介绍下面两种类型的离子源:冷阴极双等离子体源和液态金属场致电离离子源。[b](1)冷阴极双等离子体源[/b]世界上不同厂家制造的SMS仪器,所选用的冷阴极双等离子体离子源可能因生产厂家及型号不同,外形结构差异很大,但基本工作原理类同。图3为冷阴极双等离子源的基本结构示意。冷阴极双等离子体离子源具有电离效率高、离子流稳定、工作可靠及能产生极性相反的引出离子等特点。[b](2)液态金属场致电离离子源[/b]场致电离离子源通常使用的金属有镓、铟、铯等,使用金属离子轰击固体样品表面产生负的二次离子,多用于氧、硫、碳等非金属元素的分析。由于一次金属离子在样品表面会产生电荷累积效应,因此需要配合电子枪使用。图4是铯源的基本结构示意。[img=6e861f14b1d8243a7d37f50da23bf84.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116476680.jpg[/img]图3 冷阴极双等离子源的基本结构示意图[img=c72458c7b868299d2724613ef5b0b90.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116400622.jpg[/img]图4 铯源的基本结构示意图[b]三、原子轰击型离子源[/b]与离子轰击电离相似,原子轰击电离也是利用轰击溅射使样品电离的,所不同的是用于轰击的粒子不是带电离子,而是高速的中性原子,因此原子轰击电离源又称为快原子轰击源(fast atom bombardment source, FAB)。原子轰击源是20世纪80年代发展起来的一种新技术。由于电离在室温下进行和不要求样品气化,这种技术特别适合于分析高极性、大分子量、难挥发和热稳定性差的样品。具有操作方便、灵敏度高、能在较长时间里获得稳定的离子流、便于进行高分辨测试等优点。因此得到迅速发展,成为生物化学研究领域中的一个重要工具。原子轰击既能得到较强的分子离子或准分子离子,同时也会产生较多的碎片离子;在结构分析中虽然能提供较为丰富的信息。但也有其不足,主要是:[b]①甘油或其他基质(matrix)在低于400的质量数范围内会产生许多干扰峰,使样品峰识别难度增加;②对于非极性化合物,灵敏度明显下降;③易造成离子源污染。[/b]原子轰击源中使用的轰击原子主要是Ar原子。在放电源中,氩气被电离为Ar,经过一个加速场,Ar具有5~10keV的能量,快速的Ar进入一个充有0.01~0.1Pa氩气的碰撞室,与“静止”的Ar原子碰撞,发生电荷交换。即:Ar(快速)+Ar(静止)→Ar(快速)+Ar[sup]+[/sup](静止)生成的快速Ar原子保持了原来Ar[sup]+[/sup]的方向和大部分能量,从碰撞室射出,轰击样品产生二次离子。在射出碰撞室的快原子中还来杂有Ar[sup]+[/sup],在碰撞室和靶之间设置的偏转极可以将Ar[sup]+[/sup]偏转掉,仅使Ar原子轰击样品。图5是原子轰击源的结构示意。此外,氙气(Xe)、氦气(He)等其他情性气体的原子也可用作轰击原子使用。[img=76a94ac1e2c48555b7631bc4a90a183.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116426694.jpg[/img]图5 原子轰击源的结构示意图[b]四、放电型离子源[/b]利用真空火花放电在很小的体积内积聚起的能量可使体积内的物质骤然完全蒸发和电离,从而获得具有表征性的离子流信息。 Dempsteri最早把这一现象应用到质谱仪器上实现了当时物理、化学家们用电子轰击型电离源无法解决的铂、钯、金、铱电离的遗留问题完成了当时已知元素同位素的全部测量。这一具有历史意义的成果对后来物理、化学、地质、核科学等学科的发展,起着基础性的促进作用。下面介绍两种典型的放电型离子源。[b]1、高频火花源[/b]高频火花离子源(high frequency spark ion source)是广泛使用的一种真空放电型离子源。由于其对所有的元素具有大致相同的电离效率,因此应用范围较广,可用来对多种形态的导体、半导体和绝缘体材料进行定量分析,是早期质谱仪测定高纯材料中微量杂质的重要方法之一。图6是高频火花放电电离示意。被分析物质以适当的方式制成样品电极,装配时和参比电极相距约0.1mm的间隙。利用加载在两个电极间的高频高压电场使其发生火花击穿来产生一定数量的正离子。[img=c20a2842770bee39eaa9af208c6f2d5.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117263374.jpg[/img]图6 高频火花放电电离示意图使用高频火花源的一个关键是制作电极,对不同形态、不同导电性能的样品有不同的电极制作方法。如果样品是块状导体,可以直接裁制成约1mm直径、10mm长的柱状(或条状)电极;如果是粉末样品,可以冲压成上述形状;液体样品要加充填物。对于非导体材料,则需要采用适当的方法,使电极有较好的导电性能。一种方法是在非导体样品粉末中掺入良导体材料,如石墨、金、银、铟粉,然后冲压成电极;另一种方法是在非导体表面喷镀导电层,或在样品下面衬进导体基片。火花源的缺点:操作技术复杂,造价昂贵,且离子能量发散较大。这些缺陷限制了它的进一步发展和应用[b]2、辉光放电源[/b]辉光放电源是另一种放电电离技术,辉光放电技术先于真空火花放电电离,但用于质谱仪器上却在火花放电电离技术之后。事实上,是由于当时火花源的成就使人们离开辉光放电,而在相隔50多年以后,又是火花源在使用过程中出现的缺陷,促使质谱工作者又重新思考辉光放电技术。正如人们所知,气体放电过程出现的辉光是等离子体的一种形式,等离子体是由几乎等浓度的正、负电荷加上大量中性粒子构成的混合体。出现辉光放电最简单的形式是在安放在低压气体中的阴、阳电极间施加一个电场,使电场中的部分载气(如氩气)电离,电离产生的“阴极射线”或“阳极射线”在残留的气体中朝着带相反极性的方向加速,轰击阳极或阴极,使位于极板上的样品物质气化,部分气化物质的原子在其后的放电过程中电离。[b]五、热电离离子源[/b]热电离离子源是分析固体样品的常用离子源之一。其基本工作原理是:把样品涂覆在高熔点的金属带表面装入离子源,在真空状态下通过调节流过金属带的电流强度使样品加热蒸发,部分中性粒子在蒸发过程中电离形成离子。热电离效率依赖于所用金属带的功函数、金属带的表面温度和分析物质的第一电离电位。通常金属带的功函数越大、表面温度越高、分析物质的第一电离电位越低,热电离源的电离效率就越高。因此具有相对较低电离电位的碱金属、碱土金属和稀土元素均适合使用热电离源进行质谱分析。而一些高电离电位元素,如Cu、Ni、Zn、Mo、Cd、Sb、Pb等过渡元素,在改进涂样技术和使用电离增强剂后,也能得到较好的质谱分析结果。[img=6cb803845e78c0c20db3311688659a1.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117555301.jpg[/img]图7 表面电离源的示意图图7是表面电离源的示意,结构为单带热电离源。当金属带加热到适当的温度,涂在带上的样品就会蒸发电离。单带源适合于碱金属等低电离电位的元素分析。对于电离电位较高的样品为了得到足够高的电离效率,需要给金属带加更高的工作温度。金属带在升温过程中,样品有可能会在达到合适的电离温度之前,因大量蒸发而耗尽。为了解决这一问题,在其基础上又形成了双带和多带热电离源。即在源中设置两种功能的金属带,一种用于涂样,称样品带;另一种用于电离,叫电离带。这两种带的温度可分别加以控制。当电离带调至合适的温度后,样品带的温度只需达到维持蒸发产生足够的束流。这样既能节制蒸发,又能获得较高的电离效率。还有一种舟形的单带,把铼或钨带设计成舟形,舟内放入样品。由于舟内蒸发的样品在逸出前会与炽热的金属表面进行多次碰撞,增加生成离子的机会,因此,舟形单带的电离效率可接近于多带电离源。[b]六、电感耦合等离子体离子源[/b]利用高温等离子体将分析样品离子化的装置称为电感耦合等离子体离子源,也叫ICP离子源。等离子体是处于电离状态的气体。它是一种由自由电子、离子和中性原子或分子组成的且总体上呈电中性的气体,其内部温度可高达上万摄氏度。电感耦合等离子体离子源就是利用等离子体中的高温使进入该区域的样品离子化电离。ICP离子源主要由高频电源、高频感应线圈和等离子炬管组成(图8)。利用高频电源、高频感应线圈“点燃”等离子体炬管内的气体使其变成等离子体。等离子体炬管由三根严格同心的石英玻璃管制成。外管通常接入氩气,流量控制在10~15L/min,它既是维持ICP的工作气流,又起到冷却作用将等离子体与管壁隔离,防止石英管烧融;中间的石英管通入辅助气体,流量为1L/min左右,用于“点燃”等离子体;内管通入0.5~1.5L/min载气,负责将分析样品送进等离子体中进行电离。由于ICP离子源是在常压下工作的,因此产生的离子还必须通过一个离子引出接口与高真空的质量分析器相连,这就需要应用差级真空技术,如图8所示。通常是在样品锥和截取锥之间安装一个大抽速前级泵,在此形成第一级真空,此真空维持在100~300Pa范围。截取锥之后为第二级真空,装有高真空泵,真空可达0.1~0.01Pa范围。电感耦合等离子体离子源最大的特点是在大气压下进样,更换样品非常简单、方便。此外,由于等离子体内温度很高,样品电离的效率高,因此,电感耦合等离子体离子源可提高质谱仪器元素的检测灵敏度。但是,同样在高温状态下生成的分子离子也会严重干扰对被检测样品成分的鉴别。超痕量分析中,样品处理过程中应注意可能有来自试剂、容器和环境的污染。[img=9ce118fc568554297ba172fbfaa3aa8.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117157289.jpg[/img]图8 电离耦合等离子体离子源示意图[b]七、其他类型的电离技术1、激光电离技术[/b]具有一定能量的激光束轰击样品靶,实现样品蒸发和电离,即激光电离(laser ionization,L电离的概率取决于激光脉冲的宽度和能量。当选择单色光激光器作为电离源,可进行样品微区分析,样品的最小微区分析区域与激光的波长有关。分析灵敏度在10量级,分析深度为0.5um,空间分辨率1~5um。随着激光束的不断改进,剖析深度可以达到几十微米,配备数字处理系统,还可得到样品的三维离子分布图。激光电离飞行时间质谱仪就是一种典型的使用激光电离技术的质谱分析仪器。从脉冲激光束开始照射样品,到质谱分析的完成,时间很短,分析效率极高。现在,随着激光技术的快速发展和激光发生器生产成本的降低,激光电离技术已越来越多地用在不同类型的质谱仪上,得到广泛应用。[b]2、激光共振电离技术[/b]激光共振电离(laser resonance ionization,LRI)是20世纪70年代发展起来的激光电离的另一种形式,基本原理是基于每种元素的原子都具有自己确定的能级,即基态和激发态。量子力学揭示这些能级是分离而不是连续的。当某一个处于基态的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]了激光特定能量的光子,跃迁到激发态能级,便实现了共振激发。处于激发态的原子如能再吸收光子,只要两次吸收的光子能量之和大于该原子的电离能,即可使该原子电离,这一过程称为 LRI LRI的基本特征是:对被激发的元素具有非常强的选择性。LRI与质技术相结合组成的激光共振电离质谱仪(laser resonance ionization mass spectrometry,LRIMS)是20世纪后期发展起来的一种新型质谱技术,能够有效地排除其他同位素质谱测量过程中难以克服的同质异位素干扰,灵敏度、丰度灵敏度高,适合核反应过程中的低产额裂变核素测量,也为地球化学、宇宙化学研究中的稀有核素分析提供强有力的支持。Mainz大学使用该技术测量了Ca、u、Np等元素,对Ca的探测限达到10[sup]6[/sup]个原子。曼彻斯特大学采用冷端富集与激光脉冲电离方式实现了惰性气体的高灵敏度分析,对[sup]132[/sup]xe的探测限达到1000个原子

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    化学发光放大技术同样利用抗原一抗体反应原理,将酶或其他非放射性标记物标记于抗原或抗体,然后与已知抗原或抗体反应,标记的酶使反应底物进行发光,经光电倍增管测量后可得到被测样本的每秒钟发光计数CPS,再根据内置的标准曲线将CPS转换为样本的浓度值"由于这项技术的应用,使抗原一抗体的反应时间缩短,特异性程度和灵敏度得到提高,同时辅以单克隆技术的应用,使整个反应的全自动化实现成为可能,并一改过去依赖于手工加样,再交由仪器测量的半自动化技术的局面,也是近十年来免疫检验技术的一个飞跃。 化学发光免疫分析系统由以下子系统构成:反应杯传送系统,测试包被珠装载系统,样本装载系统,条码读取系统,试剂装载系统,加样系统,温育系统,离心清洗系统,发光计数测量系统,计算机控制系统组成。1.微粒子捕捉酶免疫分析技术(MEIA) 下面以双抗体夹心法为例介绍微粒子捕捉酶免疫分析技术:已包被了抗体的塑料微珠试剂中,加入待测标本后,经温育,再加入碱性磷酸酶标记的抗体!形成抗体一抗原一酶标记抗体复合物"然后将其转移到玻璃纤维柱上,用缓冲液洗涤,没有结合的抗原!酶标抗体被洗掉,结合抗原抗体的塑料微珠则被保留在纤维柱滤膜的上方"这时再加入底物,4一甲基伞型酣磷酸盐,酶标抗体上的碱性磷酸酶将4一甲基型酣磷酸盐分解,脱磷酸后形成甲基伞型酣,在365nm激发光的照射下,发出448nm的荧光,经过荧光读数仪的记录、放大,计算出所测物质的含量"。2.荧光偏振免疫分析技术(FPIA) 这是一种均相荧光免疫分析法,主要用于测定小分子量物质,如药物浓度测定"原理是:标记在小分子抗原上的荧光素经485nm的激发偏振光照射后,吸收光能,越入激发状态,激发状态的荧光素不稳定,很快以发出光子的形式释放能量而还原"发射出的光子经过偏振仪形成525~55Onm的偏振光,这一偏振光的强度与荧光素受激发时分子转动的速度呈反比,游离的荧光素标记抗原,分子小,转动速度快,激发后发射的光子散向四面八方,因此通向偏振仪的光信号很弱,而与抗体大分子结合的荧光素标记抗原,因分子大,分子的转动慢,激发后产生的荧光比较集中,因此偏振光信号比未结合时强得多",在测定过程中待测抗原小分子!荧光标记抗原小分子和特异性抗体大分子同时加入到一反应杯中,经过温育,待测抗原和荧光标记抗原竞争性地与抗体结合,待测抗原越少,与抗体竞争结合的量越少,而荧光标记抗原与抗体结合量就越多,当激发光照射时,荧光偏振的程度与荧光标记物分子转动的速度成反比,而荧光标记的小分子抗原与大分子抗体结合后,其分子的转动速度减慢,因此荧光偏振信号强"结果是待测抗原的浓度低,可以通过计算获得其含量。3.利用化学发光技术和磁性微粒子分离技术相结合此方法以叮咤酶为发光的标记物,固相载体为极细小的磁性颗粒"其测定原理与放射免疫和酶联免疫中的双抗体夹心法和竞争结合法相似。4.采用酶联免疫技术!生物素亲和素技术和增强化学发光技术此方法是用辣根过氧化物酶(日RP)标记抗原或抗体!以子弹头型塑料小孔管为固相载体,鲁米诺为化学发光剂,并加入化学发光增强剂,可使化学发光强度增强,时间延长而且稳定。 在链霉亲和素包被的子弹头型塑料小孔管中,加入生物素标记的特异性抗体和待测标本,经过37e温育,链霉亲和素与生物素结合,特异性抗体与标本中的抗原结合,形成链霉亲和素一生物素一抗体一抗原复合物,经过洗涤,将多余的标本和生物素标记抗体除去,加入辣根过氧化物酶标记抗体,经37e温育,形成链霉亲和素一生物素一抗体一抗原一酶标抗体复合物,并固定在小孔管壁上,加入氧化剂日202,增强化学发光剂和鲁米诺,这时结合在固相载体上的辣根过氧化物酶在强氧化剂的作用下将增强化学发光剂亚铁原吟琳激活,接着它催化并激活鲁米诺发光,这种化学发光强渡比单独鲁米诺发光强,持续时间长,而且稳定,易于测定。鲁米诺发光强度经光量子记录系统记录,经计算从标准曲线上得出待测抗原含量。

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