等离子体质谱（ICP-MS）技术原理及其核心优势

等离子体质谱（ICP-MS）是一种将电感耦合等离子体（ICP）与质谱技术相结合的高灵敏度元素分析方法，其技术原理基于等离子体电离与质谱检测的协同作用。在ICP-MS中，样品经雾化后形成气溶胶，被注入高温等离子体炬焰中，在6000-10000K的高温环境下，样品中的元素迅速蒸发、原子化并电离为单电荷离子。这些离子通过接口装置被高效传输至真空系统，随后在质谱仪中通过磁场或电场按质荷比（m/z）分离，最终由检测器捕获并转化为电信号，实现元素的定性定量分析。

ICP-MS的核心优势体现在多方面。其一，超高灵敏度是其显著特征，可检测纳克（ng/L）至皮克（pg/L）级的痕量元素，尤其适用于环境监测中超痕量重金属的精准测定。其二，多元素同步分析能力大幅提升分析效率，一次进样即可完成周期表中70余种元素的测定，覆盖金属、非金属及同位素，满足复杂样品中多种元素同时分析的需求。其三，宽动态线性范围跨越8-9个数量级，无需稀释即可精准定量高浓度与痕量元素共存的样品，适应从地质样品到生物组织等不同基体类型。其四，同位素分辨能力为地质年代学、环境示踪等研究提供关键数据支持，例如精准区分²⁰⁸Pb与²⁰⁶Pb等同位素。其五，抗干扰性强，通过碰撞反应池技术有效消除多原子离子干扰，显著提升高盐、高有机物等复杂样品的分析准确性。

凭借上述优势，ICP-MS已成为地质勘探、环境监测、生物医学、食品安全及材料科学等领域不可少的分析工具。在地质研究中，它可测定岩石中的微量元素浓度；在环境领域，能检测大气颗粒物中的重金属污染；在生物医学中，则用于分析生物样品中的矿物质与药物代谢产物。随着技术的持续发展，ICP-MS在元素形态分析、单细胞检测等前沿方向的应用不断拓展，为科学研究提供更精准的元素信息支撑。
 

PerkinEImer NexION 2000等离子体质谱仪是一款专为复杂基体元素分析设计的三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪，广泛应用于半导体制造、环境监测、食品检测、及工业过程等领域，为痕量元素检测提供解决方案。

应用领域

一、半导体与微电子行业

冷等离子体

在分析半导体级盐酸时，结合冷等离子体降低 Ar 离子化效率。

耐氢氟酸进样系统

标配耐 HF 炬管和石英雾化器，直接分析含氟蚀刻液，无需复杂前处理，避免样品污染风险。

二、环境监测

从地表水到土壤沉积物，PerkinEImer NexION 2000等离子体质谱仪凭借全基体进样系统和通量分析能力，成为环境实验室的工具

水体分析

直接处理高盐废水和海水，通过在线稀释单元自动调整样品浓度，同时分析 Na和 Cd等元素，动态范围覆盖广。

土壤与沉积物

分析污染土壤时，结合 He 碰撞模式多原子干扰。

颗粒检测功能可识别水体中的污染物。

三、材料科学与技术

颗粒表征

基于单颗粒 ICP-MS 技术，可同时测定颗粒的成分、尺寸及团聚状态。

在石墨烯研究中，通过检测残留金属催化剂的含量，优化制备工艺以提升材料纯度。

合金与涂层分析

分析高温合金时，同步测定主量元素和痕量杂质，避免多次稀释和重复进样。

四、食品安全

食品添加剂与污染物

检测乳制品中的稀土元素时，启用通用池的 O₂反应模式，将Ca,O⁺转化为 CaO⁺，避免对Fe 的误判。

分析奶粉中的碘含量时，采用 H₂反应去除Ar，Ar⁺对Se 的干扰。