安捷伦ICP电感耦合等离子体是一种通过电磁感应作用加热微小放电火焰,产生高温等离子体场的技术。利用高频电磁场通过电气线圈产生交变磁场,从而在放电火焰中产生感应电流(涡电流),进而加热火焰中的气体,使其电离并形成等离子体。通常包括等离子体炬管、高频发生器(产生高频电流)、感应圈、供气系统和雾化系统等组件。炬管由三层同心石英玻璃管组成,外管内切向通入的氩气为等离子体工作气或冷却气,中管通入的氩气为辅助气,内管中的氩气为载气,将试样气溶胶引入炬中。
安捷伦ICP电感耦合等离子体的组成部分:
1.样品引入系统(进样系统)
雾化器:将液体样品转化为细小气溶胶(如同心玻璃雾化器、交叉流雾化器或高盐雾化器);
雾室(Spray Chamber):去除大液滴,仅让细小气溶胶进入等离子体,常用双通路雾室或旋流雾室;
蠕动泵:稳定输送样品溶液,控制进样速率。
部分系统可选配激光烧蚀(LA)、氢化物发生(HG)或自动进样器(ASX系列)实现固态或特殊形态样品分析。
2.等离子体发生系统(离子源/激发源)
炬管(Torch):通常为三同心石英管(Fassel型),中心通道导入样品气溶胶,外层通冷却气(Plasma Gas)、中层辅助气(Aux Gas)、内层载气(Carrier Gas),均为高纯氩气;
射频发生器(RF Generator):提供高频电磁场(通常27.12 MHz或40.68 MHz),功率范围700–1600 W,用于激发氩气形成高温(6000–10000 K)等离子体;
感应线圈(Load Coil):铜制水冷线圈,环绕炬管上部,产生交变磁场维持等离子体稳定燃烧。
3.光学/质谱检测系统
ICPOES:
光学系统(如中阶梯光栅+棱镜交叉色散);
固态检测器(CCD或CMOS),实现全谱simultaneous或快速sequential检测。
ICPMS:
接口系统:包括采样锥(Sampler Cone)和截取锥(Skimmer Cone),将常压等离子体离子束引入高真空系统;
离子透镜系统:聚焦离子束,去除中性粒子和光子干扰;
碰撞/反应池(CRC):消除多原子离子干扰(如使用He、H₂、NH₃等气体);
质量分析器:多为四极杆(Quadrupole),高d型号含双四极杆或飞行时间(TOF);
检测器:电子倍增器(EM)或法拉第杯,用于信号放大与采集。
4.真空系统(ICPMS特y)
多级机械泵+涡轮分子泵组合,维持接口区、离子透镜区及质量分析器的高真空环境(10⁻⁵–10⁻⁶mbar),确保离子有效传输。
5.控制系统与软件
安捷伦专用软件(如MassHunter for ICPMS,ICP Expert for ICPOES);
实现仪器控制、方法开发、自动调谐、数据采集、定量分析、干扰校正及合规性报告生成;
支持智能诊断、远程监控和审计追踪(符合21 CFR Part 11)。
6.辅助与安全系统
冷却循环水装置(用于RF线圈和炬管冷却);
高纯氩气供气系统(含减压阀、净化器);
废液收集与排风系统;
安全联锁装置(如炬管未安装时禁止点火)。