碰撞反应气的原理

碰撞/反应池基本上有桶状的池体构成，两端留有空以方便粒子进出。池体内维持比周围真空腔内的压力稍高的增压状态。池内装有多级杆，也有池内装有离子透镜。池体一般位于离子透镜和主分析器之间。池中常用的气体有强反应气，如CH4，NH3，弱反应气H2，碰撞气he,xe，混合气体如H2/He或NH3/he(以he为主)。碰撞/反应池常常用反应池或碰撞池命名，用来强调和区分池体内进行化学反应过程特征。另一种对两种池体结构的主要不同处的论述是他们对排斥不希望的副反应产物离子的手段不同，一个利用质量歧视效应，另一个利用能量歧视效应。反应池内一般使用四级杆，此使用可变的带通，强调有一定的化学反应专一性。池内增压较高，离子动能较弱。使用强反应气NH3CH4或弱反应气H2O2。碰撞池池体内一般使用高级多级杆（六级杆或八级杆），强调对正离子的高功率引导功能，强调池体的动能歧视功能，一般增压较小。常使用的气体为碰撞气体He，及弱反应气体和混合气体。当前强反应气体混合气体被用于碰撞池后，使严格按池体内的化学反应过程来定义的池体命名方式模糊起来。

向大家请教一下，像aglient的7500系列有的碰撞池技术和PE的DRC反应池技术，有什么共同点和不同点呢，各自的去除干扰原理是怎样的？

5 碰撞反应池可能各家厂商的产品都有一些自己的特点，然而如果不是碰撞反应池技术的出现，几乎各家的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]都没有什么大区别了。从PE公司在6100上推出DRC以来，各家公司都注意到了碰撞反应池是ICP/MS上的一个重要技术，但受到专利的影响，各家的碰撞反应技术各不相同，成为最有区别的一部分。碰撞反应池的位置在离子透镜之后，四级杆之前。并不是所有仪器都有，但这四家仪器厂商都有的主流产品都配备了碰撞反应池。首先介绍PE的DRC。之所以先介绍PE，是因为在这四家公司里PE公司最早推出反应池技术的。当时是在Elan 6100上推出的，其名称叫动态反应池DRC（Dynamic Reaction Cell）。这是一个专利技术。现在的主流产品是DRC-e和DRC II。连仪器型号都直接用该技术命名，可见碰撞反应池对于现行产品的影响有多大。DRC和其它碰撞反应最大的不同就是这个反应池是一个四级杆设计。Thermo是六级杆、Agilent是八级杆，Varian是个接口。四级杆设计和其它设计不同就在于四级杆能够进行质量甄别，也就是可以让一定范围里的质量数通过。这就是PE说它的DRC仪器是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]-MS的原因。而限于专利，其它厂商都没有这个功能。DRC-e可以使用包括甲烷、氧气、氢气和氦气在内的任何一种气体，DRC II还可以用氨气、氧化氮等强反应气。由于其反应原理，被测离子在DRC中受影响小。厂商说对灵敏度不受影响，但从实际数据来看，灵敏度也会有明显的下降，但其下降幅度比其它厂家低得多。PE的DRC需要针对不同质量数和干扰进行特别的设置，也就是说其气体类型和参数设置针对性比较强，在多元素测量中有些困扰。最近，PE公司对于条件通用化进行了比较多的研究。总之，PE公司的DRC技术是独一无二的质量甄别反应技术。在消除干扰，降低本底方面有着突出的效果。Thermo公司的碰撞反应池的名称叫碰撞池技术CCT（collision cell technology），采用了一个六级杆来完成这个工作。Thermo公司一般采用氦气和氢气混合气（氢气7%）来作为反应碰撞气。Thermo公司的技术文献也有报道用氧气的，不知道有没有实际应用。Agilent公司的碰撞反应池技术叫八级杆反应系统ORS（Octopole Reaction System），7500CX通常是排一路氦气，7500CS通常排2路，一路氦气，一路氢气，据Agilent公司介绍7500CS也可选排第3路气，用氨气。用氨气不知道在半导体行业有没有实际应用。但一般使用，Agilent都只使用氦气，在半导体行业，用氦气和氢气。上面提到，由于专利的限制，Thermo没办法做四级杆反应池，只好做六级杆，六级杆无法进行质量甄别，只是保证离子传输以及提供一个碰撞反应的场所。Thermo的CCT也是有专利的。Agilent公司没办法做四级、六级，只好做八级杆，同样也有专利。Varian公司来得最晚，再做十级杆的话，那就太复杂了。不过，Varian公司还是有一些创新能力的（90度离子透镜的设计就可以看出来），在锥口设计了一个碰撞反应接口CRI（Collision Reaction Interface），来完成碰撞反应去干扰。具体是在锥口开了夹层，使气体从锥口冲出，达到碰撞反应的目的。在样品锥和截取锥上都采用了这样的设计。虽然这三家的设计和理念有所不同，但其去干扰的原理基本一致。主要是通过样品产生的离子流和氢气或氦气或两者混合气进行碰撞和反应。氦气是惰性气体，主要起到碰撞作用，氢气是弱反应气，主要通过反应来去除干扰。由于不能做质量甄别，必须使用反向电场进行能量甄别，以消除大量的副产物干扰离子。在能量甄别中，被测离子中大部分也会被甄别掉。所以，在碰撞反应模式下，灵敏度会大大下降，不同质量数和碰撞反应条件下，下降的幅度不同，有时候甚至高达几十倍。虽然这三家的碰撞反应原理差不多，但具体使用还是有些不同。Thermo基本使用氦气为主的氦氢混合气，其理念是提供一个通用气和条件，适合绝大部分样品去干扰的要求。所以，气体里面又有碰撞气——氦气，又有反应气——氢气。氦气和氢气对于不同的样品和干扰有着不同的影响。比如：80Se的测量，有40Ar40Ar的干扰。如果要去除这个干扰，需要用氢气，氦气效果不佳。但全部用氢气的话，反应又难以控制。所以Thermo采用了这个混合气的办法。Thermo公司会向用户展示CCT在80上的低本底计数，说明其CCT去除干扰的能力。然而，即使如此，氢气的副作用还是很明显。其副产物产生的影响难以控制。Agilent公司通常推荐用氦气，100%的。这样的好处是氦气是靠碰撞，不会产生新的干扰。也就是说，干扰只会减少，不会生成新的、未知的干扰。当然，只靠氦气是不能解决问题。比如上面提到的80上的40Ar40Ar干扰。所以，Agilent的7500CX在使用ORS时80上的计数是很高的。Agilent认为一般条件下，测量硒可以用78或82，而不是80。但氦气不能较完全地去除干扰则是可以定论的。所以，Agilent公司在需要去除Ar干扰、进行低含量水平检测时，还是要用到氢气，这在7500CS上就留了氢气的气路。Varian公司在CRI上可以用氢气或氦气，可以切换。Varian公司的资料说到由于CRI只是一个接口，不是一个“池”，所以气体切换非常快。从实践来看，从通气和不通气的切换确实很快，但从氢气和氦气之间的切换却非常慢，比PE公司换气速度还慢。估计是Varian仪器内部气路的设计问题。另外，正是由于没有一个“池”，在锥口这样一个狭小的空间完成碰撞反应，其气流量要比Thermo和Agilent公司的要大的多。气流量大，对被测离子的灵敏度影响也越大，结果就是，Varian的ICP/MS在非碰撞反应模式下灵敏度远远高于其它三家，但在碰撞反应模式下，其灵敏度大大下降，和其它三家基本在同一水平上。

我们实验室有买了一台A家的7000B，三重四级杆。关于碰撞池的工作原理，培训工程师只是一句话带过。氮气的碰撞气，氦气是抑制气，这些我都知道，但不清楚气具体的反应机理，论坛里有哪位大神知道的？出来解答一下。

听说有碰撞反应池的话可以消除对某些测定元素的干扰。有谁能说说什么情况下要用碰撞反应池吗？

[em61] 各位大虾好，小弟在半导体行业工作，使用的是安捷伦的7500cs。请问在做DI基质的洁净室环境样品中的磷含量时，碰撞反应池是否有明显效果？因为一些界面效应以及氧化物干扰，小弟在检测磷的时候非常的头痛，上次听一位大虾说使用氦气碰撞反应池效果不错，我试了一试，实在是不得其法，还望了解情况的各位能够指点一二。非常感激。

（转帖）摘要 由于 ICP-MS 具有多元素同时分析能力，操作简单，许多常规分析实验室采用它作为元素分析的主要技术。其中，新兴的ICP-MS 的碰撞/反应池 (CRC) 技术对一些特定的质谱干扰具有很好的消除性能，然而，就 CRC 技术的多元素同时分析能力而言，它仍仅仅是一种替补分析技术。本研究的工作应用Agilent 7500ce ICP-MS 碰撞/反应池的单一 He 气工作条件，同时有效消除难分析的基体复杂的样品中多种干扰，证明了其多元素同时分析的强大能力。前言 ICP-MS 是一个非常强有力的多元素分析技术，但长期研究也证明了它的确受到一些特定的质谱干扰，尤其是当样品基体复杂、类型多变时更成问题。ICP-MS中大多数 干扰是来源于等离子体中产生的分子（或多原子）离子与目标元素的名义质量相同而发生质谱重叠。常见于报道的干扰主要可分为两组：来源于等离子体本身和水的 干扰（基于等离子体的），如 40Ar，40Ar16O，和 40Ar38Ar 等；来源于样品基体组分的干扰（基于样品基体的），如 35Cl16O，和 32S34S 等。基于等离子体的多原子离子干扰是可预知的而且基本不发生改变，它与样品基体无关。而基于样品基体的多原子离子干扰很难预知，并且干扰大小和类型随着样品基体组分和它们的相对浓度的不同而变化。 碰撞反应池（CRC）技术的最新发展，使得在某些样品基体中以前被证明很难或无法检测的低浓度受干扰元素的分析取得重大改进。在 CRC ICP-MS 中，一般在反应池中压入一种反应气体与干扰物反应（称作反应模式）。反应模式有多种工作机理，其中某一种反应过程机理可使干扰粒子减弱，这取决于所选择的 气体类型和干扰类型。不过，在实际工作中，只使用高活性气体的“纯反应模式”的 CRC 系统一般仅应用于分析特定的目标元素，清除已知的特定一种干扰离子 。另一些仪器使用“更简单”或较少活性的反应池气体，如 H2 ，但是它主要用于消除基于等离子体本身的分子离子干扰，因为它与难消除的基于基体的分子离子反应慢或根本不反应。氦 (He) 碰撞模式 安捷伦八极杆反应池系统 (ORS) 引进了一个新的更强有力的 CRC 操作模式—He 碰撞模式。它可以用一种惰性气体碰撞消除所有多原子粒子。它的消除干扰的原理是基于干扰粒子与目标元素的直径大小，而不是它们与反应气的相对反应活性不 同。因为所有的多原子干扰都比同等质量的分析物离子直径大，它们较大的横截面意味着它们在碰撞池中与碰撞气有更多的碰撞几率，所以当它们通过加入气体的碰 撞池前进时将损失更多动能。当到达碰撞池出口处时，（由于它们与 He 碰撞池气的碰撞）大横截面的多原子粒子的离子能量都比分析物离子的离子能量明显低，这样，用一个适当的截止电压（形成势能壁垒）即可阻止它们离开碰撞池， 而只容许能量较高的分析物离子通过碰撞池到达分析器。这个分离过程叫做动能歧视效应（KED），这个简单但极为有效的方法比反应模式具有许多重要的分析优 点。He 碰撞模式的优点：• 与反应池气相比，He 是惰性气体，因此不与样品基体反应，在碰撞池中不形成新的干扰物• 由于 He 是惰性气体，它不与分析物或内标离子反应并引起它们的信号损失• 所有干扰（基于等离子体本身的和基于样品基体的）均可被清除或极大减弱，因此有效干扰消除功能可以与多元素同时扫描或半定量分析功能相结合• 因为 He 碰撞模式不是仅针对某种特定的干扰，所以可以同时消除对同一个目标元素的多种可能的干扰（或同一基体产生的对多个元素的不同干扰） • 不需要预先知道样品基体情况，并且不需要建立特定的消除干扰方法；与此相反，应用强反应气体模式来消除干扰时，必须针对不同的目标元素，以及不同的样品基体分别建立不同的消除干扰的反应条件，使操作参数相当复杂 • He 碰撞模式可以应用于不同样品目标元素、不同样品基体，而却只采用相同的工作参数（如气体及流速）• 不用设置或优化碰撞池电压等参数• 不用建立干扰校正方程为什么其他 CRC-ICP-MS 不能使用 He 碰撞模式？ 为了适当地消除干扰，He 碰撞模式需要采用动能歧视效应 (KED) 提供的高效率的目标元素/干扰离子的分离，这需要满足两个条件：第一，所有进入碰撞池的离子（初始离子）的能量必须受到严格的控制（动能基本相同并且不发 生能量扩散）。安捷伦独特的屏蔽炬 (Shield Torch) 接口确保进入碰撞池的离子能量扩散很窄 (1 eV)；与其它类型的电子接地的等离子体设计（象平衡的、中心抽头的或交错的线圈）相比，屏蔽炬的物理接地原理提供了更好的初始离子能量控制。第二，在碰 撞池中，多原子粒子必须经历足够多次数的碰撞（以尽量降低动能），以便在碰撞池出口处与目标元素离子分开，在 Agilent ORS 碰撞池中（唯一使用八极杆碰撞池的 ICP-MS），这是通过采用八极杆进行离子聚焦与导引来实现的。使用八极杆碰撞池有两个主要好处：• 八极杆池的内径小。因此，碰撞池的入口和出口就小—所以碰撞池的工作压力比四极杆或六极杆碰撞池的操作压力高，增加了离子/气体的碰撞次数• 八极杆比六极杆和四极杆离子导引系统具有更好的聚焦效率。离子束紧密聚焦，确保了其在高碰撞池工作压力下仍然保持较好的离子传输效率，目标离子损失少，灵敏度高 只有 Agilent ORS 将屏蔽炬接口技术与八极杆碰撞池技术紧密相结合起来，所以只有 Agilent ORS 才可以有效地使用 He 碰撞模式。He 碰撞模式性能测试—最困难的基体情况设想 本试验制备了一个合成样品基体以产生多种常见的对多个目标元素的多种干扰，测试 He 碰撞模式消除所有的多原子粒子干扰的能力。表 1 列出了此样品基体中可能产生的各种多原子粒子干扰及受干扰的元素。实际上，在这一样品中，在中等质量数区域（从 50到 80 amu），几乎每个元素都会受到多种干扰。这使得复杂样品基体中的这些元素的准确测定对常规的 ICP-MS 极具挑战性，因为多种干扰同时存在的复杂性意味着数学校正将根本不可靠。这也同时说明为什么采用强反应气体的反应池对复杂样品基体中的多元素分析不适合； 因为每一个多原子离子干扰对任何给定的反应池气体都有不同的活性，所以没有一个单一反应气体对一批多原子离子同时是有效的。然而，表1 显示的每种干扰都是多原子的离子，因此采用 He碰撞 KED 模式的一套条件就可以有效地消除干扰。 本试验采集了两组质谱图来说明 He 碰撞模式消除多重干扰的能力：一个是无气体模式下采集，第二种是将 He 加入到碰撞池后采集。不用数据干扰校正或背景扣除等数学校正方法。最后，在该样品基体中加入5 ng/L（ppb）的多元素标准溶液，采集（加 He 时）质谱图，计算目标元素的回收率，同时验证目标同位素比与天然同位

我单位购买某进口品牌ICP-MS，要求配置四级杆碰撞反应池，池技术必须同时具备KED动能歧视模式、反应模式以及质量筛选功能。现供应商实际提供的仪器为八级杆碰撞反应池，想找权威机构或者专家对该ICP-MS进行是否具备质量筛选功能验证，？

我单位购买某进口品牌ICP-MS，要求配置四级杆碰撞反应池，池技术必须同时具备KED动能歧视模式、反应模式以及质量筛选功能。现供应商实际提供的仪器为八级杆碰撞反应池，但是我单位对于这方面技术不明白，想请有资质的机构或者专家对该ICP-MS进行是否具备质量筛选功能验证。所需费用我单位全部承担，谢谢各位大侠帮助，谢谢！

谁使用过？与碰撞反应池相比，分析复杂基质时的效果如何？详细说来。

碰撞池和反应池有着什么样的关系？ 如果说碰撞池进行了改进后，可以提高氦气的碰撞效率的话，那么它就可以不再使用反应池中的气体。那反应池的作用是不是就降低了？

A家7900测土壤样品堵了，将雾化器用1%的硝酸逆流冲洗后进样恢复正常，但信号值下降明显，7，89，205的信号值由7841，49092，29136下降到4629，31541，16058。更换大小锥，打磨透镜后上升到4748，39020，29998；想要恢复到原来的灵敏度是不是得清洗碰撞反应池了，论坛有大神能教教吗，还是先这样用着以后叫厂家售后来清洗?

ICP_MS同时配置碰撞池和反应池，但他们所用气不能，在分析过程中，气路是自动切换吗？

求助各位老师，测水中的Fe Mn Ti，标曲配置为10 20 40 50ppb，咋两种模式结果不一样，反应模式测的 Fe 53 Mn0.7 Ti 87ppb碰撞模式却是Fe 1.2 Mn未检出Ti 11ppb求各位老师给解答一下到底是为啥？感激不尽

各[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICPMS[/color][/url]仪器公司选择都不近相同，当然主要原因可能是专利方面，但是就多原子离子干扰排除方法而言，PE的四极杆反应池、THERMO ELECTRONS的六极杆和Agilent的八极杆碰撞池以及就稳定性和反应有效性是否有大的差异？当然这个问题可能根据不同的检测元素和不同反应气的选择各不相同，希望有经验的朋友多谈谈，另外varian的碰撞口技术是否比其它的更耗反应气呢？

如果用碰撞反应池技术，是不是就不用校正方程校正了？

如用碰撞反应池技术，是否不用校正方程校正了？？

大家来讨论一下：Bruker碰撞池的详细工作原理是什么？越详细越好关键词包括：trapping、碰撞能、碰撞电压、collision cell pole bias voltage、extraction

仪器thermo xseries2，碰撞气He 93%/H2 3%混合气最近做植物样品，8个重金属鉻53铜65铅208锌66镉镍砷汞，要求开启碰撞模式，其中铜锌开启碰撞池之后测试结果异常，经过室间对比、室内icp测定、室内不开碰撞池多种方式对比发现铜锌在我室开启碰撞模式后后明显偏大。铜2-3mg/kg的样品测到10mg/kg，锌10-12mg/kg的样品测到20-30mg/kg。进一步验证发现铜63相比铜65干扰稍轻，锌68基本无干扰，锌66比64又干扰少一点。干扰主要集中在63-66质量数之间。又找来一个其它相似含量的样品，又基本上没有干扰。继续测试发现有干扰的样品钒钛等元素相较无干扰的样品高10倍，铁没有标液没有测试，但是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICPMS[/color][/url]上读数都是超限无法计数的。那么问题来了，干扰从何而来，碰撞反应不是减少干扰的吗，为什么反而加大干扰了?以后测试是不是要分开测，有干扰的不开碰撞池?

有碰撞反应池就不需要校正方程了吗，我用的是ICP-MS7900安捷伦的

7900的碰撞反应池和7700相比，有什么改进？另外，安捷伦ICPMS有几个型号，是和7700一样，有三个型号吗？

请各位老师讨论下：碰撞模式和反应模式应用的选择性，比如安捷伦的MS/MS，既有HE模式，又有NH3模式，在做Fe含量测试如何选择？会有什么差别？

PE [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]离子透镜要怎么清洗，碰撞反应是怎么操作的，我一直没有用过碰撞反应来消除干扰，希望各位大神不吝赐教

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=74376]02八极杆碰撞反应池-电感耦合等离子体质[/url]

现在的ICP MS大多带有碰撞反应池，主要用H2, He作为气源，单独或者同时使用，降低干扰，提高检出溶液浓度，使用它可以测定Si, As, 以及高浓度的K Ca Na Mg等元素。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=124719]八极杆碰撞反应池-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]电感耦合等离子体质谱仪[/color][/url]器及应用技术[/url]

如题，安捷伦7500ce带有碰撞反应池，其实应该是没有反应的，因为我们实验室用的只有碰撞气是氦气，那么是不是一般的分子离子的干扰都可以去除，测海产品中As时，不用避开75ArCl对75As的干扰了呢？感谢大家！

看到许多介绍动态反应池去干扰原理，但有一点不明白，在动态反应池中有充气入口，是否有排气出口，或者其排气直接在池两端；在进行碰撞反应时，反应池需要封闭还是如何操作，哪位大侠指点，不胜感激。

[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LCMS[/color][/url]MS用MRM模式时，会设置碰撞池的碰撞气和碰撞能量，具体的反应机理是怎样呢？设想：1.母离子和碰撞气反复碰撞，给母离子储备势能，断裂阈值达到后，会产生产物离子2.碰撞能量是施加给母离子还是碰撞气？欢迎大家分享经验！

前处理：0.1g土，5mlHNO3+1mlHF+1mlHCLO4，185℃左右消解十小时，160℃赶酸。定容至50ml上机测定时，选择在线内标，标准溶液以及内标的基体是5%以下HNO3，质量数选111和114，仪器是安捷伦7500A型，不带碰撞反应池，但每次测得值均偏高，预计原因是Mo以及Sn的干扰没有扣除，现求各位大神给出意见和建议，同求Mo、Sn的干扰方程，谢谢！