-
メール
li.fu@perkinelmer.com
- 電話
-
住所
浦東新区張衡路1670号
PerkinElmer Enterprise Management (Shanghai) Co., Ltd
プラズマ質量分析計の構造組成とその作用
日付：2025-12-14読み：1
プラズマ質量分析計はプラズマをイオン源とし、質量分析計を検出器とする分析機器であり、微量金属及び部分非金属元素の定量分析によく用いられる。動作原理は簡単に述べることができる：試料を霧化し、高温プラズマ（通常は誘導結合プラズマ、ICP）に導入してイオン化し、正に帯電した金属イオンを生成する、これらのイオンは質量分析計によって質量荷重比（m/z）で分離され、検出器を経て電気信号に変換され、校正を経て定量分析を実現した。ICP-MSは極めて低い検出限界、広い線形範囲、優れた多元素分析能力と強い耐干渉性で知られ、環境、地球化学、生物医学、材料などの分野の「黄金基準」分析手段の一つである。
プラズマ質量分析計の主要な構造構成要素：
1.プラズマ源
-誘導結合プラズマ（ICP）は一般的なソースである。約6000〜8000 Kで動作する高温プラズマは無線周波数結合によって励起され、イオン化ガス（通常はアルゴン）を生成し続ける。
プラズマは試料を効率的に原子化し、イオン化することができ、多くの元素の複数の同位体下でのイオン化効率は比較的安定である。
2.注入と霧化システム
−試料は通常、噴霧霧器、黒鉛炉の補助導入などを含む一般的な噴霧システムを含む噴霧形態でプラズマに入る。霧化効率は信号強度と安定性に影響する。
−固体試料の場合、前処理または直接導入（例えばICP−MS−試料への固体の直接注入はいくつかの機器で実現可能であるが、通常の方法では固体試料を液体に溶解する）がしばしば必要である。
3.質量分析システム
-一般的な質量分析器には、4極ロッド質量分析計、飛行時間質量分析（TOF-MS）、および双極性/多極性質量分析システムがある。四極ロッドICP-MS（QQQ、またはICP-MSと略称する）は広く使用されているモデルであり、良好な選択性と感度を持っている。
−質量荷重比分離電界制御イオンチャネルを介して、特定のm/zイオンが検出器に入ることを確実にする。
4.検出・信号処理システム
・通常、電子増倍管（EMT）またはイオンカウンタを使用してイオン信号を検出し、信号を増幅してデータ処理ユニットに入る。
−データシステムは、背景補正、標準曲線フィッティング、同位体比解析（ビット希釈法のような）、および品質制御モジュールを含む。
5.ガス供給とシステム清浄
・ガスシステムは、通常、ノズル、排気、およびポンプシステムを含む高純度アルゴンガスを使用する。システムは汚染と炭素堆積を避けるために良好な密封と清浄度を必要とする。
プラズマ質量分析計の動作フロー：
1.サンプル調製
−固体または液体試料を霧化可能な液体形態に変換し、必要に応じて酸分解、希釈、マトリックス整合、内標準添加などを行う。汚染や元素の移動を避けることが重要だ。
2.導入と霧化
−試料は霧化器を介してプラズマ領域に入り、霧化効率はイオン化率と共に信号強度を決定する。
3.イオン化と原子化
−試料は高温プラズマ中で原子化とイオン化を経て荷電イオンを形成し、その後質量分析システムに入る。
4.質量スペクトル分離と検出
-イオンは質量荷重比で質量分析計で分離され、特定のm/zのイオンは選択的に検出され、信号は増幅されて定量情報に変換される。
5.データ処理と結果出力
-外部標準法、標準添加法または同位体希釈法により較正曲線を確立し、背景補正と干渉補正を行い、元素濃度と不確定度を出力する。