实验室分析方法--无机质谱法
无机质谱分析法成为现代科学技术发展不可替代的分析工具是从测量元素存在开始,并伴随物质成分分析技术发展逐渐完善。20世纪50代后期,由于火花源质谱的发展,无机质谱法在微量、痕量元素分析领域几乎与原子吸收光谱、中子活化分析占有同样的地位。20世纪70~80年代,激光电离质谱法、四极杆电感耦合等离子体质谱法、双聚焦电感耦合等离子体质谱法、辉光放电质谱法逐渐孕育、发展和成熟:与此同时,二次离子质谱法的诞生、发展为固体物质表面、薄层进行单元素和多元素痕量分析提供了有效方法,对研究固体物质深度特征和元素表层横向分布(成像)具有特殊功能。激光共振电离质谱法(laser resonance ionization mass spectrometry,LRIMS)是基于激光共振电离光谱与质谱技术相结合所形成的一门新兴质谱分析方法,具有极高的元素、核素选择性和探测灵敏度,是目前复杂基质下超痕量中长寿命核素定量分析十分有效的方法,它与加速器质谱法类同,成为解决特殊核素、元素分析问题的专用设备。同位素稀释质谱法在研究、应用过程中逐渐得到完善,不但是微量、痕量元素分析最准确的方法,为多种学科和国民经济的相关部门提供准确的定量信息,而且在测量方法仲裁、技术评价中也发挥着重要作用。这些新、老方法的结合使得无机质谱法的测试能力和应用范围有了显著提高,不再局限于金属元素和无机成分分析,延伸到包括H、C、O、N、S、P等非金属元素及其化合物在内的几乎元素周期表的所有元素,形成了比较完整的分析方法和测试体系。
方法(仪器) | 电离方式 | 分离方法 | 动态氛围 | 方法特征及应用 |
ICP-MS HR-ICP-MS | ICP ICP | 四级杆 磁电 | 常量-痕量 | 常压进样,便于与多种制样、进样系统连接,一次进样提供多元素信息 |
Q-SIMS TOF-SIMS HRDF-SIMS | SI SI SI | 四级杆 TOF 电-磁 | 微量-痕量 微量-痕量 微区分析 微量-痕量 | 表面分析,深度分析,结构分析 |
GDMS | GD | 磁-电 | 常量-痕量 | |
IDMS | 取决于使用仪器 | 取决于使用仪器 | 常量-痕量 | 具有绝对测量性质;只用于具有两种以上同位素的元素和具有长寿命放射性同位素元素 |
表2 无机质谱仪(无机质谱法)性能、特征及其应用
无机质谱法可以采用固体、液体和气体三种形态样品。联用技术的应用简化了制样、进样程序,减小了操作过程污染。通过常规分析、微区分析、表面截面分析、深度剖析和元素成像,为相关学科、专业和行业提供元素定性、定量,以及物体表面与深层次的元素图像等多种信息,成为名副其实、应用广泛的分析学科的重要分支。同位素质谱法和无机质谱法不但承担传统的冶金学、材料科学、核科学、地质学、化学、生物学、医学和半导体等学科、专业研究中的测试,也是微电子技术、生物工程、环境检测、食品安全和化学计量不可缺少的分析方法。在对土壤中微生物代谢潜能评价、大陆植物链烷烃同位素组成研究、烟草分析、和兴奋剂检查等领域、专业的应用中也卓有成效。
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