IPC-MS测重金属的原理是什么？

介个，同学，你确定你没弄错名？

如果是ICP-MS多元素分析技术的话（ICP-MS仪器用等离子体（ICP）作为离子源，质谱（MS）分析器检测产生的离子，所以叫这名字），那么它测重金属的原理便是使待测溶液雾化再被氩原子高能等离子体解离最后用质谱仪分析。这个测法可以同时测量周期表中大多数元素，测定分析物浓度可低至亚纳克/升（ng/l）或万亿分之几（ppt）的水平。

原理详解：

等离子体离子源

通常，液体样品通过蠕动泵引入到一个雾化器产生气溶胶。双通路雾室确保将气溶胶传输到等离子体。在一套形成等离子体的同心石英管中通入氩气（Ar）。炬管安置在射频(RF)线圈的中心位置，RF能量在线圈上通过。强射频场使氩原子之间发生碰撞，产生一个高能等离子体。样品气溶胶瞬间在等离子体中被解离（等离子体温度大约为6000 - 10000 K），形成被分析原子，同时被电离。将等离子体中产生的离子提取到高真空（一般为10-4 Pa）的质谱仪部分。真空由差式抽真空系统维持：被分析离子通过一对接口（称作采样锥和截取锥）被提取。

四极杆质谱仪

被分析离子由一组离子透镜聚焦进入四极杆质量分析器，按其质荷比进行分离。之所以称其为四极杆，是因为质量分析器实际上是由四根平行的不锈钢杆组成，其上施加RF和DC电压。RF和DC电压的结合允许分析器只能传输具有特定质荷比的离子。

检测器

最后，采用电子倍增器测量离子，由一个计数器收集每个质量的计数。

质谱

质谱图非常简单。每个元素的同位素出现在其不同的质量上（比如，27Al会出现在27 amu处），其峰强度与该元素在样品溶液中同位素的初始浓度直接成正比。1-3分钟内可以同时分析从低质量的锂到高质量数的铀范围内的大量元素。用ICP-MS，一次分析就可以测量浓度水平从ppt级到ppm级的很宽范围的元素。

应用

ICP-MS广泛用于许多工业领域，包括半导体工业、环境领域、地质领域、化学工业、核工业、临床以及各类研究实验室，是痕量元素测定的关键分析工具

补充：要吧

ICP-MS定量分析

与其它定量方法相似，ICP-MS定量分析通常采用标准曲线法。配制一系列标准溶液，由得到的标准曲线求出待测组成的含量，为了定量分析的准确可靠，要设法消除定量分析中的干扰因素，这些干扰因素包括：酸的影响，氧化物和氢氧化物的影响，同位素影响，复合离子影响和双电荷离子影响等。

样品中酸的影响，当样品溶液中含有硝酸,磷酸和硫酸时,可能会生成N2+ 、ArN+、PO+、P2+、ArP+、SO+、S2+、SO2+、ArS+、ClO+、ArCl+、等离子，这些离子对Si、Fe、Ti、Ni、Ga、Zn、Ge、V、Cr、As、Se的测定产生干扰。遇到这种情况的干扰，可以通过选用被分析物的另一种同位素离子得到消除，同时要尽量避免使用高浓度酸，并且尽量使用硝酸，可减少酸的影响。

氧化物和氢氧化物影响：在ICP中，金属元素的氧化物是完全可以离解的，但在取样锥孔附近，由于温度稍低，停留时间长，于是又提供了重新氧化的机会。氧化物的存在，会使原子离子减少,因而使测定值偏低，可以利用Ce+和CeO+强度之比来估计氧化物的影响,通过调节取样锥位置来减少氧化物的影响。同时，氧化物和氢氧化物的存在还会干扰其它离子的测定，例如40ArO和40CaO会干扰56Fe，46CaOH会干扰63Cu, 42CaO会干扰58Ni等，因此，定量分析时要选择不被干扰的同位素。

同位素干扰：常见的干扰有40Ar+干扰40Ca+，58Fe干扰58Ni，113In干扰113Cd+等，选择同位素时要尽量避开同位素的干扰。

其它方面干扰：主要有复合离子干扰和双电荷离子干扰等。复合离子包括有：40ArH+，40ArO+等。对于第二电离电位较低的元素，双电荷离子的存在也会影响测定值的可靠性，可以通过调节载气和辅助气流量，使双电荷离子的水平降低。

ICP-MS对整个周期表上的元素有比较均匀的灵敏度，因而，对大多数元素，其检测限是比较一致的，仪器的随机本底大约为10-20计数/s，以产生三倍空白响应的信号所对应的浓度表示检测限，大多数元素的检测限大约为0.03ng/ml。

ICP-MS具有灵敏度高，多元素定性定量同时进行等优点，因而，广泛应用于水分析，血液中微量元素分析，食品分析及同位素比测定等。

原理

使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器，利用电场和磁场使发生相反的速度色散——离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大，速度快的偏转小；在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转，即速度慢的离子依然偏转大，速度快的偏转小；当两个场的偏转作用彼此补偿时，它们的轨道便相交于一点。

与此同时，在磁场中还能发生质量的分离，这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上，不同质荷比的离子聚焦在不同的点上，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

质谱法还可以进行有效的定性分析，但对复杂有机化合物分析就无能为力了，而且在进行有机物定量分析时要经过一系列分离纯化 *** 作，十分麻烦。

而色谱法对有机化合物是一种有效的分离和分析方法，特别适合进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难，因此两者的有效结合将提供一个进行复杂化合物高效的定性定量分析的工具。

用法

分离和检测不同同位素的仪器。仪器的主要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。

质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进，仍然利用电磁学原理，使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率，如果质谱仪恰能分辨质量m和m+Δm，分辨率定义为m/Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ～106 量级，可测量原子质量精确到小数点后7位数字。

质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的知识。

对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

固体火花源质谱：对高纯材料进行杂质分析。可应用于半导体材料有色金属、建材部门气体同位素质谱：对稳定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar测定，可应用于地质石油、医学、环保、农业等部门。

扩展资料

质谱的解析大致步骤如下：

1、确认分子离子峰，并由其求得相对分子质量和分子式；计算不饱和度。

2、找出主要的离子峰（一般指相对强度较大的离子峰），并记录这些离子峰的质荷比（m/z值）和相对强度。

3、对质谱中分子离子峰或其他碎片离子峰丢失的中型碎片的分析也有助于图谱的解析。

4、用MS-MS找出母离子和子离子，或用亚稳扫描技术找出亚稳离子，把这些离子的质荷比读到小数点后一位。

5、配合元素分析、UV、IR、NMR和样品理化性质提出试样的结构式。最后将所推定的结构式按相应化合物裂解的规律，检查各碎片离子是否符合。若没有矛盾，就可确定可能的结构式。

6、已知化合物可用标准图谱对照来确定结构是否正确，这步工作可由计算机自动完成。对新化合物的结构，最终结论要用合成此化合物并做波谱分析的方法来确证。

参考资料来源：百度百科-质谱法

参考资料来源：百度百科-质谱仪

金属的导电机制：金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流，使金属能够导电。半导体的导电机制：半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），使半导体导电离子晶体的导电机制：离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用后变成了自由移动的离子（或水合离子），在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。

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