浅谈ICP-MS与ICP-OES
发布时间:2025-12-23 09:12:29

ICP-MS和ICP-OES这两种技术名字和外形很像,使用场景也会重叠的设备到底有什么区别呢?下面就来简单说一说。

1.二者共同点:

ICP-MS和ICP-OES的前缀ICP指的是:感应耦合等离子体(Inductively

Coupled Plasma),它是一种利用高频电磁场激发高纯氩气,形成等离子体的技术。这个等离子体本质上是一个超高温、强电离的“火炬” ,而这个“火炬”并不是靠明火点燃,而是通过电磁感应加热产生的。

“火炬”的作用是将样品中的复杂组分彻底裂解为原子或离子,为后面的光谱分析(OES)或质谱分析(MS)创造条件。


等离子体是物质在三态(固态、液态、气态)之外的一种特殊状态。当气体被加热到极高温度,使得其中一部分原子被电离,释放出电子时,就进入了所谓的等离子态(Plasma state)。

等离子体是由自由电子、正离子和中性原子共同组成的电离气体,具有如下特征:

1)带电,能够导电

2)对电磁场敏感

3)高温、高能、反应性强

在ICP系统中,这种等离子体的温度可高达6000–10000K,足以打断绝大多数化学键,使样品中的各类元素完全原子化甚至电离,这些被电离的粒子随后进入ICP-OES(被激发后释放光子,测其发射光谱)或ICP-MS(带电后根据质量/电荷比进入质谱仪检测)

2.二者区别:

ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry)“感应耦合等离子体发射光谱”。

它的检测原理是:

样品在高温等离子体中被原子化后,部分原子处于激发态。当它们从高能态跃迁回基态时,会发出具有特征波长的光子(即发射光谱)。

由于每种元素都有一套特定的电子能级结构,它发出的光会具有特定的波长组合,因此可用于定性识别。而发射光的强度又与该元素的含量成正比,所以也可用于定量分析。可以把每种元素想象为“发光”的方式都不同,如:

铁:发出某些红橙波段的光;

铜:发出蓝绿色波段的光;

钙:发出紫光等。

仪器通过检测这些不同波长的光,就能知道样品中有哪些元素及含量。

ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)“感应耦合等离子体质谱”。

它的原理与OES 完全不同:

在高温等离子体中,样品被电离为带正电的离子(通常是一价正离子 M⁺),这些离子随后被引入真空系统,进入质量分析器(如四极杆),按其 质量/电荷比(m/z)进行分离,并通过检测器逐个计数。本质上,ICP-MS根据 m/z(质量数/电荷)分辨离子是谁(判断是哪种元素)和统计离子数量(判断元素浓度)。

因ICP-MS测的是单位时间内通过检测器的离子数(计数率),所以通常具有如下特点:

1)更高的灵敏度(可达 ppt 甚至更低)

2)更宽的线性范围

3)更低的检测限

3. 总结:

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