[发明专利]带质量校正的电感耦合等离子体质谱仪

说明书

用于控制对通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP‑MS)的离子束中的多原子离子的质量过滤的系统和方法。确定了表示具有靶同位素的多原子离子的精确质量的多原子离子质量数据。基于所确定的多原子离子质量数据生成控制信号，并将所述控制信号输出到ICP‑MS，以基于质量对通过所述ICP‑MS到达离子检测器的所述离子束中的所述多原子离子进行过滤。

技术领域

本公开总体上涉及利用质谱仪的元素分析以及使用质谱仪的应用。

说明书

质谱仪在各种应用中用于分析靶元素。靶元素可以包含在多原子离子中。元素分析器使用质谱仪对靶元素进行分析。例如，可以将靶元素装载到正在研究的样本中。这些样本可以是固体、液体或气体形式。在示例应用中，可以从土壤、空气或水中获取样本以作为环境分析的一部分。靶元素可以包括重金属、有毒元素或其他类型的元素。在其他应用中，可以收集或测试样本以作为质量控制、制造、化学分析或其他类型的应用的一部分。

经常利用电感耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)来对样本进行元素分析，诸如，用于测量样本中的微量金属的浓度。ICP-MS系统包括基于等离子体的离子源，所述基于等离子体的离子源用于生成等离子体以将样本的分子分解成原子并且然后电离所述原子以便为元素分析做准备。在典型操作中，通过(通常为气动辅助型的)雾化器将液体样本雾化，即转化为气悬体(细喷雾或薄雾)，并将气雾样本引导至由等离子体源生成的等离子体羽流中。等离子体源经常被配置为具有两个或更多个同心管的流过式等离子体炬管。通常，等离子体形成气体(诸如，氩气)流过炬管的内部管并且由合适的能量源(通常是射频(RF)供电负载线圈)激励成等离子体。气雾样本流过炬管的同轴中心管(或毛细管)并且被发射到如生成的等离子体中。暴露于等离子体会将样本分子分解成原子，或者替代性地将样本分子部分地分解成分子片段并且电离所述原子或分子片段。

从等离子体源提取所产生的分析物离子并且将其作为离子束引导至质量分析器，所产生的分析物离子通常带正电荷。四极质量分析器应用时变电场、或电场和磁场的组合，以在其质荷(m/z)比的基础上对不同质量的离子进行谱分解，并且然后离子检测器能够计数从质量分析器到达离子检测器的给定m/z比的每种类型的离子。作为另一个例子，飞行时间(TOF)质量分析器测量离子漂移通过飞行管的飞行时间，然后可以根据该飞行时间导出m/z比。ICP-MS系统然后将如此获得的数据呈现为质量(m/z比)峰谱。每个峰的强度指示样本的相应元素的浓度(丰度)。

在串联四极ICP-MS系统(ICP-MS QQQ或简称ICP-QQQ)中，在反应/碰撞池的相反侧提供了两个质量分析器。这两个质量分析器可以充当对应的质量过滤器。在一种称为质量偏移的常规技术中，这两个四极(Q1，Q2)被设置为不同的值(Q2不等于Q1)，以帮助避免频谱干扰。

在使用包括ICP-QQQ的ICP-MS进行元素分析的常规方法中，已知使用单一同位素形式的靶元素的精确质量值来为靶元素设置电子器件、磁场、数据采集时间等。赋予每个元素同位素的常规精确质量由以下等式(1)定义：

精确质量＝质量数+质量偏差，(1)

其中质量数是靶同位素的质量数，并且质量偏差是靶同位素的质量数的函数。

用于确定精确质量值的这个等式(1)有助于用户配置元素分析器工具。用户可以选择靶同位素的质量数，所述质量数是用户容易记住或容易知道的整数。元素分析器工具可以根据等式(1)来查找获得精确质量值所需的质量偏差值。在操作中，在ICP-MS系统中进行质量分析，其中靶同位素存在于通过ICP-MS系统的离子束中。使用获得的精确质量在ICP-MS系统中对离子束中的靶同位素进行过滤并检测。