ICP-MS雾化器的分类及选择

   日期:2019-04-23     来源:中国仪器网    作者:仪器信息网    浏览:5692    评论:0    
核心提示:  常见的ICP-MS雾化器有:普通雾化器、微量雾化器、高盐雾化器等。在ICP-MS使用中,雾化器对于进样系统来说起着举足轻重的作用,要怎么选择ICP-MS雾化器呢?ICP-MS雾化器的分类  1、玻

  常见的ICP-MS雾化器有:普通雾化器、微量雾化器、高盐雾化器等。在ICP-MS使用中,雾化器对于进样系统来说起着举足轻重的作用,要怎么选择ICP-MS雾化器呢?

ICP-MS雾化器的分类

  1、玻璃同心雾化器

  玻璃同心雾化器又称迈恩哈德雾化器,一般是由硼硅酸盐玻璃吹制的,是ICP-MS质谱分析中最常用的雾化器。

  利用通过小孔的高速气流形成的负压进行提升和雾化液体的,即文丘里效应。对于现在的商品仪器,可以通过调节蠕动泵来调节提升量。普通的玻璃同心气动雾化器的雾化效率大约在3-5%,随着雾化压力的增加,试液提升量增加,而雾化效率却逐渐降低,这是因为气溶胶中大颗粒雾滴所占比例增加,废液量增多,对于每个雾化器而言,进样速率在某一载气压力下有一最大值。

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  玻璃同心气动雾化器主要缺点是对于高盐份的分析比较敏感,由于溶液物理性质的变化会在喷口处沉积和降低提升量,从而影响分析性能。所以使用一段时间后要进行清洗,可以使其恢复性能。

  玻璃同心雾化器原理:

  ICP-MS分析溶液用蠕动泵吸入雾化器。在雾化器毛细中心管出口处,因载气流速很快(约150-200m/s),而液流速较慢,两者之间产生摩擦力,液流被拉细并被气流冲击破碎成雾滴。形成最初的气溶胶流,成为一次气溶胶。气溶胶流在前进过程中,大气溶胶受到气流沿径向和切向动压力的作用进一步细化,较细的气溶胶被载气送入等离子体。未被细化的气溶胶凝聚成液滴后排出废液容器。

  为了不使载气量超过1L/min,ICP-MS雾化器喷口要求精密加工和严格的尺寸公差。喷口毛细管和外管缝隙为0.01-0.035mm,毛细管出口孔径为0.12-0.20mm,毛细管壁厚0.05-0.1mm。其型号可以分为A型(标准型)C型K型(内混型,耐高盐,提高雾化效率),其主要区别在于喷口形状和加工方法。

  2、交叉流雾化器

  交叉流雾化器又称直角雾化器,其设计是提取液管和雾化气管的方向成直角的,成雾机理和同心的基本一样,基座一般采用聚四氟乙烯等耐腐蚀性塑料材质,两个毛细管可以采用玻璃也可以采用Pt-Ir合金,可以根据需要选择,毛细管一般可以自由调节,根据实验资料证明,交叉雾化器对于高盐分样品的敏感性要比同心的好,但在分析过程中相同条件下同心雾化器的背景比交叉雾化器的要稍微低点,在ICP-MS分析精密度和检出限方面,具有和同心相同的水平。

  3、巴冰顿(Babington)雾化器

  巴冰顿(Babington)雾化器又称沟槽雾化器,有好多的设计形式(如GMK雾化器、双铂网雾化器等),设计主要目的是针对高盐份样品的,由基座、进液管,进气管构成,由于其特殊的设计思路不会产生盐沉积的现象,因此对于分析高盐份样品的行业,最好选择此类雾化器。

  试液由蠕动泵通过输液管送到雾化器,让溶液沿倾斜的V形凹槽自由流下,将溶液流经的通路上有一小孔,高速的气流从小孔喷出,将溶液喷成雾滴。由于喷口处不断有溶液经过,不会形成盐的层积,故可雾化高盐试液。允许含盐量高,饱和盐水,粘度影响较小。检出限略有提高,但精密度略有下降,雾化效率略有降低。

  4、波哥内(Burgener)雾化器

  对于盐的集积或堵塞雾化器的问题最佳的解决方法是选用波哥内(Burgener)平行通路雾化器。

  5、超声波雾化器

  超声波雾化器是利用超声波震动的空化作用把试液雾化成高密度的气溶胶,相对前面介绍的几种气动雾化器具有更低的检出限、更高的雾化效率、可雾化高盐样品、载气流量和雾化气流量均可分别调节,缺点是记忆效应大,设备复杂、需要去溶装置,成本高。因此,在资金允许的前提下,对于追求痕量分析时更低检出限的考虑选购此雾化器。

ICP-MS雾化器选择要素

  1、雾化器材质的选择:

  PFA雾化器和普通材质雾化器选择,耐HF材质一般由聚四氟乙烯、全氟树脂、陶瓷氧化铝、聚酰胺等材料制成,主要用于地质、土壤、半导体、合金等含硅化物样品的检测。另外,普通雾化器由玻璃或石英制成,主要用于环境水质、简单金属、及非HF处理样品检测。

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  2、总溶解固体量TD:

  总溶解固体量是ICP-MS雾化器最基本的指标,界限值都在5%、10%、20%、25%、30%、40%(W/v),其中30%、40%的都是V型或平行雾化器。

  3、悬浮微粒大小:

  如ICP-MS测试的样品是悬浮液(如土壤、废弃固体、PVC、塑料、生化样品等的消解液)则一定要用能过通过大微粒的雾化器,否则直接导致其损坏,普通玻璃同心雾化器的一般都可以通过75um的;而V型和平行通道结构的雾化器具有能够通过大微粒的能力。

  4、测试样品的种类和被测成分含量高低:

  ICP上用的微量雾化器,适合于含量较高浓度分析和ICP-MS分析。


 
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