ICP-MS讲座：11. ICP离子源（文字说明）

                        ICP离子源
ICP在原子发射光谱中的运行和它做为一个从气溶胶形式引入样品的蒸发、解离、激发和电离的一个环境的优越性，在文献中已进行过广泛的讨论。到目前为止Greenfield等人所报道的使用气动雾化器把分析物溶液转化成为极细的气溶胶雾滴的进样方法一直是最常用的。尽管它消耗的溶液多，雾化效率低，但总的来说使用起来是极为方便的。
ICP做为一个质谱计的离子源的最诱人之处在于它很好地解决了离子源设计中碰到的两个基本问题：一是获得进样条件和样品激发所需要的可控又无沾污的适当高温环境；另外是将样品快速完全地引入到一个对所有期望发生的过程都有足够滞留时间的环境。射频发生器的能量耦合到气流的外环(通常不止使用氩气)形成的环状等离子体可以提供一个气体温度高达10000 K的区域。在这个区域里能量主要通过热传导传送到冷气流通过的中心通道，气体从石英等离子体炬管以高速沿轴向喷射。大部分仪器系统使用的是基于Ames研究组的直径为18 mm的炬管，等离子体的频率通常为27 MHz，入射功率为1－2 kW。通常使用的通过环状区域的中心通道直径约为3 mm，气体从炬管口开始几毫秒后到达等离子体，温度由室温升到8000 K。沿炬管轴向位置发生的过程由气流和电场的场分布所决定。等离子体中的轴向位置由决定电场场分布的感应线圈的外边一圈来定义。最外边的一圈通常离炬管口约5mm。这个过程在炬管出口处射出原子和离子的混合物，没有分解的残留分子碎片，还有一些没蒸发的粒子的混合物，伴随大量的氩载气和从环状区域扩散到中心通道的氩气。等离子体的中心通道中感应线圈末端和离开10 mm处截然不同，超过10 mm，分析物逐渐扩散到外部环状区域。超过线圈以上20 mm，不再有明显地区别。一旦气体离开火焰，温度骤然下降。当到达采样锥孔位置，通常是离线圈10～20 mm，气体的温度降至6000 K或更低。