当前位置: 首页 > 期刊 > 《分析化学》 > 2001年第11期
编号:10938550
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展.PDF
http://www.100md.com 罗彦 胡圣虹 刘勇胜 高山 林守麟
激光剥蚀,电感祸合等离子体质谱,微区分析,评述
第7页
第1页

    参见附件(171KB,8页)。

     激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展.PDF

    激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展

    罗 彦3 1

    胡圣虹1

    刘勇胜1

    高 山1

    林守麟2

    (中国地质大学武汉地球科学院壳幔体系组成、物质交换及动力学开放研究实验室1

    ,材料科学与化学工程学院2

    ,武汉 430074)

    摘 要 从仪器、基础研究诸方面评述近年来LA2ICP 2MS微区分析进展 ,重点介绍了与 ICP 2MS联用的激

    光技术发展、校正方法、分馏效应、剥蚀颗粒分布研究及仪器装置与实验技术改进 ,对LA2ICP 2MS技术的

    应用作了回顾与展望。引用文献83篇。

    关键词 激光剥蚀 ,电感耦合等离子体质谱 ,微区分析 ,评述

    2000210207收稿;2001203215接受

    本文系国家重点基础研究发展规划(No. G1999043202)及国家自然科学基金(No. 49973026)资助项目

    1 引 言

    固体微区分析一直是分析科学发展中令人关注的前沿领域。避免繁琐、耗时的湿法化学消解过程

    而对固体样品直接作原位(in situ)微量元素分析 ,一直是分析化学家研究的热点〔 1〕。上个世纪 80 年代

    中后期 ,Gray

    〔 2〕、 Houk

    〔 3〕、 Arrowsmith

    〔 4〕首先在无机微量分析的最新成就 ———等离子体质谱仪的基础上结

    合激光进样方法开创了LA2ICP2MS固体分析新技术。其基本原理是将激光微束聚焦于样品表面使之熔

    蚀气化 ,由载气将样品微粒送入等离子体中电离 ,再经质谱系统进行质量过滤 ,最后用接收器分别检测

    不同质荷比的离子。LA2ICP2MS将固体样品直接导入 ICP 不仅避免了湿法消解样品的种种困难和缺

    点 ,而且消除了水和酸所致的多原子离子干扰 ,还提高了进样效率 ,增强了 ICP2MS的实际检测能力。

    LA2ICP2MS技术原位(in situ) 、实时(real time) 、快速的分析优势以及较高灵敏度 ,较好的空间分辨率( <

    10μm) ,多元素测定及可提供同位素比值信息的检测能力很快引起了分析界的强烈兴趣 ,成为近年来十

    分活跃的测试技术研究热点。1999 年在希腊召开的“国际仪器方法分析现代趋势及应用”会议( IMA’

    99)上 ,有关LA2ICP2MS校正方法的论文成为焦点话题〔 5〕。与此同时 ,LA2ICP2MS作为一种新的从微观角

    度研究物质的内在组成及分布特征的分析测试手段 ,通过不断地完善和发展 ,已在地球科学、材料科学、环境科学、生命科学等领域得到了广泛的应用。本文主要从仪器、基础研究及应用诸方面介绍近年来

    LA2ICP2MS微区分析的发展状况 ,更早的评述资料可参见文献〔 1 ,6 ,7〕。

    2 仪器进展

    2. 1 仪器进展概况

    激光剥蚀系统和 ICP2MS仪器的改进推动了LA2ICP2MS技术的进一步发展。由于市场竞争日趋激

    烈 ,各大仪器生产厂家的LA及 ICP2MS更新换代引人注目 ,表1列举了与 ICP2MS联用的LA的主要生产

    商家的最新型号产品、主要性能及用途。有关主要厂家最新型号的 ICP2MS仪及其主要特点的评述参见

    文献〔 8〕。

    2. 2 与 ICP 2MS联用的激光技术发展

    从早期的红宝石激光到目前人们青睐的紫外激光进样系统(如 Nd : YAG266 nm 激光) ,激光剥蚀系

    统在提高空间分辨率( < 10μm) ,提高物质吸收率 ,降低分馏效应 ,改善测量精密度上都获得重大改

    进〔 7〕。以测量精密度的改善为例 ,红外激光(1064 nm)实际样品测量精密度为 10 %~20 %〔 9〕,紫外激光

    (266 nm)为2 %~15 %〔 10〕,而深紫外ArF准分子激光可达到1 %~10 %〔 11〕。因此 ,紫外激光 ICP2MS对均

    一样品的测量精密度、准确度可以与溶液气动雾化 ICP2MS法〔 10〕相媲美。此外 ,准分子193 nm的深紫外

    激光系统在降低分馏效应等性能上更为优越〔 11〕,但需要非常稳定的光学系统和更严格的操作与维护。

    第29卷

    2001年11月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 评述与进展

    Chinese Journal of Analytical Chemistry

    第11期

    1345~1352表2

    〔 6〕是与 ICP2MS联用的激光技术的发展状况。

    表1 新型激光剥蚀系统的主要特点

    Table 1 Characteristics of novel laser ablation systems

    公 司 Company

    型 号 Type

    主要性能及用途 Major characteristics and applications

    Cetac

    美国 U. S. A.

    LSX 2200

    (266 nm)

    能量密度达20 JP cm2

    , 平顶激光剥蚀,剥蚀孔径10~300μm自动聚焦系统,调Q开关控制激光频率。

    与 ICP2MS联用,检测限可达10 - 9

    级。用于玻璃、涂层、难熔物、粉末、瓷料、地质样品、合金及聚合物

    分析(energy density up to 20 JP cm2

    , flat2top beamprofile , spot size 10~300μmwith auto2 focus system, pulse2

    repetition rate controlled through the laser Q2switch coupling the LSX2200 laser ablation systemwith ICP2MS allows

    low part2 per2billion detection limits to be achieved. Ideal for glasses , coatings , refractories , powders , ceramics ,geological materials , alloys , and polymers analysis)

    Merch2antek

    美国 U. S. A.

    DUV193XTM

    (193 nm)

    能量密度> 20 JP cm2

    ,平顶激光剥蚀孔径5~500μm,亚微米级空间分辨精度,完善的喷射式样品室,连续可调的偏光显微镜,可用于分析透明材料及地质包裹体样品 (the flat craters from 5μm to 500μm,energy densities well in excess of 20 JP cm2

    . Complete with jet cell sample chamber , continuously adjustable

    analyzerP polarizer and sub2micron precision needed to analyze transparent materials and inclusions common to

    geological specimens)

    LUV266X

    (266 nm)

    平顶剥蚀孔径5~400μm,能量密度> 50 JP cm2

    (足以剥蚀对光吸收困难的材料) ,具有实时动态聚焦 功能、调Q开关及模糊逻辑能量控制,使 ICP2MS 获得稳定的高精度数据采集,适用于半导体,地质

    学,生物学,环境科学,医学和普通材料的研究(flat spots and energy densities exceeding 50 JP cm2

    Spot size 5

    ~400μm. Real2time Auto2 focus option keeps the sample in focus while ablating. The ultrastable , gated Q2

    switched laser with fuzzy 2logic energy control results in actively stabilized ICP 2MS signals. Ideal for

    semiconductor , geological , biological , environmental , medical and general material research)

    Lambda2Physik

    德国 Germany

    GEOLAS

    200M

    (193 nm)

    ArF准分子激光,能量密度达20 JP cm2

    .平顶剥蚀孔径4~300μm ......

您现在查看是摘要介绍页,详见PDF附件(171KB,8页)