ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Детекторы из "Аналитическая химия Том 2" Для неорганического анализа можно использовать и масс-спектрометрию вторичных ионов (МСВИ). Однако этот метод применяется в основном для анализа поверхности и локального микроанализа. Поэтому данный метод рассматривается в разд. 10.2. [c.133] ТИМС часто применяется в сочетании с квадрупольным масс-спектрометром низкого разрешения и масс-спектрометром с однофокусным магнитным сектором среднего разрешения. Однако, когда необходимо определять малораспространенные изотопы в присутствии основных, отношение распространенности должно быть лучше, чем 10 . Тогда необходимо использовать приборы высокого разрешения, например систему с тройным сектором, чтобы устранить хвосты близлежащих пиков. [c.134] как правило, используют в сочетании с квадрупольным масс-спектрометром низкого разрешения, хотя выпускают и секторный масс-спектрометр высокого разрешения (с обратной геометрией Нира—Джонсона) с единичным или мультидетектором. Критической точкой ИСП-МС является тот факт, что ИСП работает при атмосферном давлении и высокой температуре, тогда как МС требует условий высокого вакуума и комнатной температуры. Поэтому для уменьшения давления и температуры необходим интерфейс (рис. 8.5-1). В настоящее время интерфейс состоит из двух конусов, обычно изготавливаемых из Си или . Первый конус назьшают пробоотборником, второй — скиммером. Эта технология пришла из 1960-х гг. Отверстия конусов имеют диаметр 1 мм и менее и расположены вдоль оси плазмы. Наконечник пробоотборника должен быть расположен в центральном канале ИСП, т. е. в области, где присутствуют ионы. Давление между пробоотборником и скиммером понижают при помощи форвакуумного насоса. За пробоотборником образуется сверхзвуковой молекулярный поток, который оканчивается на диске Маха. Наконечник скиммера расположен на оси сверхзвукового потока немного впереди диска Маха. Расстояние между двумя наконечниками составляет менее 10 мм. Преимуществом сверхзвукового потока является существенное уменьшение температуры ионных частиц за счет расширения плазмы. [c.135] Высокий вакуум в ионной оптике и квадрупольном фильтре масс создают с помощью турбомолекулярных насосов, которые вытеснили масляные диффузионные и криогенные насосы в большинстве производимых систем. Число различных схем ионной оптики, производимых в настоящее время, иллюстрирует трудность создания системы, эффективной во всем диапазоне масс. Более того, процессы в сверхзвуковом потоке и ионной оптике изучены недостаточно, поэтому необходима дальнейшая работа, чтобы достичь понимания того, как функционирует эта часть системы ИСП-МС. В настоящее время эффектив- иость экстракции и прохождения ионов обеспечивает 10 отсчетов в секунду для 1 мкг/мл определяемого элемента в растворе. Следует отметить, что в случае использования секторного МС необходимо ускорять ионы перед входной щелью МС до кинетической энергии в несколько кэВ. Это вьшолняется с помощью более сложной ионной оптики, включающей ускорение к х — у отклонение. Отклонение регулируется квадрупольной системой с одним только постоянным напряжением. [c.136] Системы ввода пробы подобны используемым в атомно-эмиссионной спектрометрии с ИСП (разд. 8.1) пневматическое распыление, ультразвуковое рас-пыле1ше и лазерная абляция. В частности, промышленно производят системы ИСП-МС с лазерной абляцией [8.5-8]. [c.136] Хотя в качестве ионного источника можно использовать дугу (разд. 8.1), промышленно, выпускают только искровой источник [8.5-1]. Масс-спектрометры с искровым источником (ИИМС) появились в 1960-х гг. Используют искру высокого напряжения (разд. 8.1). Была использована искра постоянного тока, но в производимых приборах применяют импульсное поле с частотой 1 МГц, чтобы получить цуг коротких импульсов через межэлектродный промежуток. Поскольку длительность импульса (20-200 мкс) и частоту повторения (1Гц -10 кГц) можно изменять довольно широко, можно оптимизировать условия ионизации в соответствии с типом пробы. В противоположность искровым источникам для атомно-эмиссионной спектрометрии, которые работают обычно при атмосферном давлении, искровой источник для МС функционирует в условиях вакуума. Электроды расположены в искровом кожухе, который также соединен с высоким напряжением. Электрическое соединение не дает большинству ионов сталкиваться со стенками вакуумной системы, что могло бы привести к распьшению материала кожуха. [c.136] Обычно используют два электрода. Конструкция может состоять из двух одинаковых электродов или, как в атомно-эмиссионной спектрометрии, из плоской пробы и противоэлектрода, выполненного из тугоплавкого материала. В некоторых системах пробу можно перемещать, чтобы сканировать поверхность. В атомно-эмиссионной спектрометрии промежуток остается постоянным, тогда как в ИИМС он может меняться по величине или перемещаться. [c.136] Искровой источник используют, в основном, с двойной фокусирующей системой Маттауха—Херцога высокого разрешения. Двойная фокусировка обеспечена одновременно для всех масс, поэтому весь спектр получается в плоскости, что дает возможность использовать в качестве детектора фотопластинку. Система Маттауха—Херцога имеет то преимущество, что способна работать с высоким энергетическим распределением ионов, образованных в искровом источнике. [c.137] В отличие от ИСП-МС, где сначала применяли масс-спектрометры низкого разрешения, в первом промышленно произведенном ТРМС использован масс-спектрометр высокого разрешения. Производимые масс-спектрометры высокого разрешения основаны на обратной геометрии Нира—Джонсона, т. е. за магнитным сектором идет электростатический сектор. Недавно с источником на основе ТР использован квадрупольный масс-спектрометр. Следует заметить, что по крайней мере один из выпускаемых приборов позволяет использовать на одной и той же квадрупольной системе источники ТР и ИСП в качестве альтернативы. [c.138] Времяпролетный (ВП) спектрометр используют в основном с лазерно-индуцированной плазмой благодаря импульсному режиму лазера. Импульсы ионов необходимы, чтобы избежать одновременного прибытия ионов с различными величинами mj г на детектор. Описаны некоторые ВП-прототипы в сочетании с ИСП. При этом необходимо осуществлять импульсную экстракцию ионов из ИСП, обычно под прямым углом к оси плазмы. Еще одно ограничение ВП-спектрометра—экстракция всех масс. В случае ИСП необходимо добавить устройство, устраняющее наличие ионов Аг, чтобы увеличить срок службы детектора. Отметим, что ВП-спектрометр может давать весьма ограниченное разрешение из-за разброса времен образования и экстракции ионов. [c.141] Вернуться к основной статье