Ⅰ 儀器測定條件和參數
9.3.2.1 儀器校準
通常要先對儀器進行基本校準。現在的儀器都配有儀器自動校準程序,操作比較方便。儀器基本校準包括:
(1)質量校準
對質譜儀器質量標度的校準過程,通常在整個質量范圍內進行,一般選擇幾個有代表性的輕、中、重質量范圍的元素(如Li、In、U的質量濃度范圍一般為10~50ng/mL)作為校準點進行自動校準。
(2)檢測器校準
對檢測器的脈沖和模擬兩種模式的交叉自動校準。一般選擇幾個輕、中、重質量范圍的元素(如Li、In、U的質量濃度范圍一般為10~50ng/mL)進行校準。
9.3.2.2 儀器調諧
通過儀器調諧將儀器工作條件最佳化。對於多元素分析,一般是採取折中條件。調諧的主要指標是靈敏度、穩定性、氧化物等干擾水平。通常採用含有輕、中、重質量范圍的元素的混合溶液(如Li、Be、Co、In、Rh、Ce、Th、Bi、U的質量濃度范圍一般為1~10ng/mL)進行最佳化調諧實驗。調諧的儀器參數包括透鏡組電壓、等離子體采樣位置(深度和上下左右定位)、等離子體發生器的入射功率和反射功率、載氣流速、檢測器電壓(需要調諧時)等。現代儀器都有自動調諧功能。
9.3.2.3 數據採集
ICP-MS有兩種主要的數據採集方式,即掃描方式和跳峰方式。
(1)掃描方式
掃描方式是在相當多的點(大約15~20 點/峰)上採集數據,因而可確定每一同位素的峰形,並對曲線下的峰面積進行積分。若有足夠多的存儲通道或存儲單元,則可收集和存儲m/z=4~240質量范圍內的所有同位素信息的完整質譜圖。最大掃描速率最終由四級桿掃描速率和數據存儲傳輸速率決定。掃描方式操作的主要優點是不僅可獲得當時感興趣的同位素數據,而且還可獲得很寬質量范圍內的備用數據。另外,由於能獲得整個譜圖,因而可以很容易地辨認出干擾峰。
(2)跳峰方式
質譜儀在幾個固定質量位置(通常為1~3)上對每一感興趣的同位素進行數據採集。在此操作方式中,峰的中心位置的定位十分重要,因為它被用來確定每個峰的測量起點。若每峰採用三點,則測量時除了取中心點外,還在其兩邊各取一點。而在每個單點測量中測量的是峰高。跳峰方式的優點是數據採集效率高,即沒有把時間浪費在不需要的同位素上,而且在每個同位素上的停留時間是可以改變的,也就是說可以通過延長採集時間來改善那些強度較低的同位素的計數統計誤差。
從理論上講,跳峰測量方式在下述情況下可顯示其優越性:①只需測定少數幾個同位素(﹤20)時;②感興趣的元素零星地分布在整個質量范圍內時;③進行同位素比值測定時,在每個同位素上停留的時間可根據同位素的豐度加以確定,從而改善低豐度同位素的計數統計誤差。
跳峰方式的缺點是:如果事後需要其他同位素信息時,這種方式沒有這方面的記錄,將無法提供這些信息。更重要的是,由於無法記錄和檢查整個譜圖,因而也就無法觀察和校正存在的干擾和基體影響。
在實際應用中,將跳峰和掃描兩種操作方式的優點結合起來是十分有用的。某些儀器允許只掃描質量范圍內的幾個狹窄區段中的5~10個同位素,而它們之間的廣大區間(有時稱為掃描跳越區)則快速掃過,其數據不予採集。