1ICP-MS原理介绍(4)

2019-06-02 13:00

区域内,两种离子无法被四极杆准确区分,在蓝色区域内A可以通过,在黄色内B可以通过。当四极杆工作时,一般保证F(dc)/F(rf)=const,因此途中的过圆点的直线表示了四极杆能够达到的所有的工作状态,当直线的斜率如蓝线所示时,A、B两种离子可以被很好分离,由于两者稳定区域的电压相差较远,所以得到了较高的分离度,而红线表示的是较低的分离度。分离度是质谱仪最重要的一个指标之一,X-7ICP-MS的一般分离度在0.7左右,最高分离度为0.3左右。作为无机分析仪器,足以分辨出不同质量数的各种离子,但是对那些具有相同质量数的不同元素离子,则无法辨别,这也是四极杆质谱的一个弱点,因此在质量分析中形成了大量的同位素和多元子分子干扰。 四极杆对低动能离子更为有效,如果离子能量太高,则离子通过四极杆的速度将加快,最终导致峰将展宽。在四极杆的入口和出口处,仅施加射频可以使全谱离子通过,但可以使离子向中心聚焦。

图13 扫描方式 跳峰方式 四极杆有两个工作模式,即顺序扫描方式和跳峰方式,如下图所示:

当四极杆工作在扫描方式,直流电压和射频电压幅度成比例连续变化,每个时刻都选择对应的连续变化的核质比的离子通过。当工作在跳峰模式,两个电压也不连续的跳变,每个时刻都选择感兴趣的某个核质比的离子通过。 6. 检测器

每个时刻,通过四极杆的离子流可以认为具有单一的核质比,检测器的目的是对这些离子计数,来得到离子的相对的强度。

图14 电子倍增器原理 通常使用的检测器是一种电子倍增器,如下图所示:

它的结构类似于光电倍增管,由很多串联的电极板构成,这些电极称为打拿极(dynode),每两个打拿极都均匀分担着外加的高压。当离子入射到第一个打拿极时,和电极碰撞,离子消失,同时产生了自由电子,电子在电场作用下向下一级电极板移动,并打出更多的电子,如此形成了倍增效应。当一个离子入射时,将最终在输出端形成一个脉冲信号。

检测器通过对一定时间内的脉冲信号

图15 模拟和数字测量模式 的计数可以得到离子强度的相对值,检测器工作在数字检测方式。当离子强度较大时,达到产生的电子脉冲互相重叠时,脉冲数目便无法计算了,即达到了饱和,此时检测器可以切换到模拟检测方式(累计信号),如下图所示。


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