[发明专利]用于分析的激光烧蚀样品的加湿

说明书

描述了在引入ICP炬之前将水蒸气引入激光烧蚀样品的加湿系统和方法。系统实施例包括但不限于水蒸气发生器，其被配置为控制水蒸气流的产生并将水蒸气流转移到激光烧蚀设备的样品腔室或与激光烧蚀设备流体连通的混合腔室中的至少一个，其中混合腔室被配置为从激光烧蚀设备接收激光烧蚀样品并将激光烧蚀样品引导到电感耦合等离子体炬。

背景技术

激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)或激光烧蚀电感耦合等离子体发射质谱(LA-ICP-OES)技术可用于分析目标(例如，固体或液体目标材料)的组成。通常，目标的样品以气溶胶的形式(即，固体和可能的液体颗粒和/或蒸气在载气(诸如氦气)中的悬浮物质)提供给分析系统。通常通过将目标布置在激光烧蚀腔室内，在腔室内引入载气流，并用一个或多个激光脉冲烧蚀目标的一部分，以产生包含从目标喷射或以其他方式产生的、悬浮在载气中的颗粒和/或蒸气的羽流，从而产生样品。夹带在流动的载气中的目标材料经由输送管道输送到分析系统到ICP炬(ICP torch)，在ICP炬中目标材料被电离。然后通过诸如MS、OES、同位素比质谱(IRMS)或电喷雾电离(ESI)系统这样的分析系统分析含有电离粒子和/或蒸汽的等离子体。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键和/或必要特征。此外，本发明内容不旨在以任何方式限制所要求保护的主题的范围。

本公开的方面涉及一种加湿系统，用于在引入ICP炬之前将水蒸气引入激光烧蚀的样品。系统实施例包括但不限于水蒸气发生器，其被配置为控制水蒸气流的产生并将水蒸气流转移到激光烧蚀设备的样品腔室或与激光烧蚀设备流体连通的混合腔室中的至少一个，其中混合腔室被配置为从激光烧蚀设备接收激光烧蚀样品并将激光烧蚀样品引导到电感耦合等离子体炬。

附图说明

参考附图描述了详细描述。

图1是根据本披露的示例性实施例的包括加湿系统的基于激光烧蚀的分析系统的示意图。

图2是示出根据本公开的示例性实施方案的铀灵敏度、氧化钍生成和铀与钍的比率相对于添加到激光烧蚀样品中的水蒸气的图表。

图3是图1所示的基于激光烧蚀的分析系统的水蒸气发生器的示意图。

图4是示意性地示出图3中所示的水蒸气发生器的操作的流程图。

具体实施方式

在激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)期间观察到的元素质量偏差可归因于三个主要来源：(1)在烧蚀期间在激光腔室中，(2)在电离期间在等离子体中，以及(3)在离子提取和传输期间在质谱仪中。第三来源是由于优先离子传输，而第一来源是由于烧蚀过程，第二来源是由于干等离子体条件。样品传统上作为干燥气溶胶引入ICP炬，而样品内不存在显著量的水蒸气或水分。当将干燥样品引入ICP炬时，等离子体的电离区窄且具有高能量。在等离子体中电离的感兴趣的元素将在等离子体中的不同位置电离并且被不同地采样，造成在离子浓度的检测期间反映出来的元素质量偏差。例如，铀和钍将在等离子体中的不同位置电离，其中检测仪器可以以不同的灵敏度检测离子的存在。例如，当引入干燥的气溶胶时，等离子体可能无法被调谐为以相等的灵敏度检测铀和钍，这部分是由于等离子体的窄电离区和等离子体中元素的不同电离区域造成的。

因此，公开了用于在将样品引入等离子体源之前加湿激光烧蚀样品的系统和方法。精确地控制引入到激光烧蚀样品的水蒸气的量，以提供感兴趣的分析物的检测灵敏度的显著增加，而在分析期间不显著增加氧化物形成。在一个实施方式中，针筒注射器和去溶剂化单元产生精确控制的水蒸气流，用于添加到来自激光烧蚀系统的气溶胶流中。