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浅谈多接收器电感耦合等离子体质谱仪的日常维护
[ 时间:2024-06-05 阅读:2983次 ]
第42卷 第4期 地 质 调 查 与 研 究 Vol.42 No.42019年12月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Dec. 2019浅谈多接收器电感耦合等离子体质谱仪的日常维护李国占1,3 ,郝爽 1,2,3 ,王家松 1,2,3 ,刘文刚 1,3 ,涂家润 1,3 ,崔玉荣 1,3 ,肖志斌1,3 ,周红英 1,2,3 ,李惠民 1,3(1.中国地质调查局天津地质调查中心,天津 300170;2.中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室,天津 300170;3.中国地质调查局华北科技创新中心,天津 300170)摘 要: 多接收器电感耦合等离子体质谱仪(以下简称MC-ICP-MS)广泛应用于同位素的准确测定,为地质、环境、考古等科学研究提供了破解“指纹密码”的重要工具,为地质科学研究提供了获取实验数据的重要手段。由于仪器部件老化、日常维护保养不到位和重要技术人员流动等原因,如果仪器长时间“带病”工作,故障率会增高,甚至濒临瘫痪,就很难保证同位素测试数据的可靠性。因此,掌握MC-ICP-MS各个部件的工作原理和特性及维护要领,加强日常的仪器维护,维持仪器正常运转,对于保障测试结果的准确度与精密度势在必行。
本文结合长期实践经验,以Neptune仪器为例,重点介绍了MC-ICP-MS主要部件工作原理及维护要领,并对一些常见故障做详细分析,提出解决方案,以供相关技术人员参考与借鉴。关键词: MC-ICP-MS;质谱仪维护;质谱仪故障;烘烤仪器中图分类号:TH843 文献标识码:A 文章编号:1672-4135(2019)04-0271-07收稿日期:2019-03-22资助项目:国家自然科学基金项目“ 铌铁矿微区原位U-Pb同位素定年标准物质的研制 (41873066)”作者简介: 李国占(1979-),男,工程师,质谱仪维修专业,E-mail: 13612130989@139.com。在同位素地球化学领域中,以多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)为代表的高精度同位素分析设备,为地球化学的飞速发展提供了巨大助力。十几年的时间,以高校、中科院和各类科研院所为代表的各类科研机构引进了上百台不同厂家生产的MC-ICP-MS,不但大大提高了传统放射同位素Lu-Hf [1-4] 、U-Pb [5-7] 、Rb-Sr、Sm-Nd [8-13] 的测试效率和精度,而且使我国金属稳定同位素(Fe [14] 、Cu [15] 、Mo [16] 、Li [17] 、Mg [18] 、Ca [19,20] 等)的研究得到了迅速发展,为我国地质科学研究提供了重要的数据支撑。
目前国内常用的MC-ICP-MS主要包括赛默飞世尔(Thermo Fisher Scientific)公司生产的Neptune系列 [21] 、Nu仪器公司生产的Nu Plasma系列、VG公司生产的Plasma 54型号的质谱仪、GV公司生产的Iso-probe型号质谱仪等,其中Neptune市场占有率相对较高。在此以Neptune仪器为例,重点介绍MC-ICP-MS主要部件工作原理及维护要领,并分享一些常见故障的解决方案,以期对同行开展MC-ICP-MS仪器维护和测试工作有所裨益。MC-ICP-MS主要由进样系统(离子源)、真空系统、冷却系统、电路部分、接收器和磁场6个部分组成(图1),以下分述各部分的维护细节。1进样系统(离子源)的维护进样系统主要由电感耦合等离子体(ICP)电离源、锥、接口和离子光学透镜组成,其工作原理及维护要领分别介绍如下:1.1 ICP电离源(Ionization source)ICP是一种常压下的高温电离源,连接不同的进样系统,可实现不同的测试功能。比如与冷却雾室或者膜去溶系统联用,辅以蠕动泵持续进样,可实现溶液样品的同位素比值测试,或与激光烧蚀系统联用。氩气(Ar 2 )为载气,可实现对固体样品的微区原图1 NEPTUNE内部结构示意图(引自NEPTUNE说明书)Fig.1 The sketch map of internal structure ofNEPTUNE(from Hardware Manual of NEPTUNE)