RU190046U1 - Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмы - Google Patents
Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмыInfo
- Publication number
- RU190046U1 RU190046U1 RU2018142048U RU2018142048U RU190046U1 RU 190046 U1 RU190046 U1 RU 190046U1 RU 2018142048 U RU2018142048 U RU 2018142048U RU 2018142048 U RU2018142048 U RU 2018142048U RU 190046 U1 RU190046 U1 RU 190046U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spectrometer
- mass
- aes
- results
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/73—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using plasma burners or torches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
Abstract
Использование: для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство включает в себя последовательно соединенные первый блок распылителя и распылительной камеры, второй блок плазменной горелки, помещенной в кольцо генератора высокой частоты, и третий блок системы пробоотборных конусов, электростатических линз и зеркала, при этом в указанном третьем блоке происходит разделение индуктивно связанной плазмы на поток ионов, который направляется в анализатор масс-спектрометра, результаты работы которого фиксируются детектором масс-спектрометра, и на поток света, который с помощью зеркала направляется в атомно-эмиссионный спектрометр (АЭС-спектрометр), результаты работы которого фиксируются детектором АЭС-спектрометра, причем результаты работы анализатора масс-спектрометра и АЭС-спектрометра запоминаются и обрабатываются компьютером, который управляет и контролирует работу всех блоков устройства. Технический результат: обеспечение возможности получения масс-спектра и атомно-эмиссионного спектра исследуемого вещества одновременно, что позволяет более надежно и точно исследовать образец, исключая неоднозначности в расшифровке масс-спектра. 1 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области исследования и анализа материалов, а именно к устройству для масс-спектрометрического исследования веществ (элементного, изотопного, структурного) и спектроскопического исследования тех же веществ (элементного, структурного) с помощью индуктивно связанной плазмы (ИСП). Это устройство объединяет два самостоятельных метода: масс-спектрометрию (МС) с ИСП и атомно-эмиссионную спектроскопию (АЭС) с ИСП.
Из уровня техники [Robert S. Houk et. al. Inductively coupled argon plasma as an ion source for mass spectrometric determination of trace elements / Analytical Chemistry, 1980, V. 52, N.14, pp. 2283-2289] известно устройство, объединяющее масс-спектрометрию (МС) с индуктивно связанной плазмой (ИСП).
В качестве недостатка этого устройства следует отметить невозможность получения атомно-эмиссионного спектра исследуемого образца.
При этом из уровня техники [Greenfiel S. et al. High-pressure plasmas as spectroscopic emission sources /Analyst, 1964, V. 89, pp. 713-720] также известно устройство, объединяющее атомно-эмиссионную спектроскопию (АЭС) с индуктивно связанной плазмой (ИСП).
В качестве недостатка этого устройства следует отметить невозможность получения масс-спектра исследуемого образца.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность получения масс-спектра и атомно-эмиссионного спектра исследуемого вещества одновременно, что позволяет более надежно и точно исследовать образец, исключая неоднозначности в расшифровке масс-спектра (изобарные интерференции, полиатомные наложения, изомерные эффекты, недостаточную разрешающую способность, и др.). Подробности можно посмотреть, например, в источнике [Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия для анализа объектов окружающей среды. - Москва: Техносфера, 2013. - 632 с, стр. 291-292]. Эти неоднозначности и ошибки в МС с ИСП могу быть исключены или уменьшены с помощью информации, полученной из расшифровки АЭС с ИСП, и обработки этой информации по компьютерной программе, учитывающей одновременно результаты работы МС с ИСП и АЭС с ИСП.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества включает последовательно соединенные первый блок распылителя и распылительной камеры, второй блок плазменной горелки, помещенной в кольцо генератора высокой частоты, и третий блок системы пробоотборных конусов, электростатических линз и зеркала, при этом устройство характеризуется тем, что в указанном третьем блоке происходит разделение индуктивно связанной плазмы на поток ионов, который направляется в анализатор масс-спектрометра, результаты работы которого фиксируются детектором масс-спектрометра, и на поток света, который с помощью зеркала направляется в атомно-эмиссионный спектрометр (АЭС-спектрометр), результаты работы которого фиксируются детектором АЭС-спектрометра, причем результаты работы анализатора масс-спектрометра и АЭС-спектрометра запоминаются и обрабатываются компьютером, который управляет и контролирует работу всех блоков устройства.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство включает распылитель и распылительную камеру (блок 1); плазменную горелку, помещенную в кольцо генератора высокой частоты (блок 2); систему пробоотборных конусов, электростатических линз и зеркала (блок 3); анализатор масс-спектрометра (блок 31) и детектор масс-спектрометра (блок 32); АЭС-спектрометр (блок 4) и детектор АЭС-спектрометра (блок 41) компьютер (блок 5), управляющий работой всех блоков и обрабатывающего по общей программе результаты работы МС-ИСП и АЭС-ИСП.
Блоки 1, 2, 3, 31 и 32 соединены между собой вакуумно-плотно, подключены к системе форвакуумной и высоковакуумной откачки, снабжены системой вентилей, позволяющей регулировать в каждом из них давление, а также измерять его с помощью соответствующих устройств. Блок 4 - это оптический АЭС-спектрометр, а блок 41 - его детектор (работают при атмосферном давлении). Все блоки соединены с компьютером 5, который управляет работой каждого блока, запоминает результаты работы МС с ИСП и АЭС с ИСП, а затем расшифровывает и обрабатывает их совместно по единой программе.
Исследуемый образец поступает в распылитель, а затем в распылительную камеру (блок 1). В зависимости от образца распыление может быть пневматическим или ультразвуковым (жидкости) и электротермическим или лазерным (твердые образцы). Из распылительной камеры аэрозоль потоком аргона высокой чистоты переносится в плазменную горелку (блок 2), которая состоит из трех концентрических (кварцевых, сапфировых или корундовых, в зависимости от пробы) трубок, окруженных катушкой генератора высокой частоты (27,12 и 40,68 МГц, мощность, примерно, в интервале 0,5-2,5 кВт). По внутренней центральной трубке плазменной горелки аргоном переносится распыленный образец. В средней трубке горелки проходит аргон как вспомогательный газ, а по наружной трубке проходит аргон для охлаждения и плазмообразования. Поле высокой частоты генератора передает энергию аэрозолю и аргону, нагревая эту смесь до температур порядка 6000-11000°К, образуя плазму. Световое излучение плазмы проходит прямолинейно через систему пробоотборных охлаждаемых конусов с отверстиями в их вершинах диаметром около 1 мм (так называемых, самплеров и скиммеров) и отражается зеркалом в блоке 3 по направлению в АЭС-спектрометр (блок 4), как это показано на фиг. 1. Свет в направлении блока 4 проходит через прозрачный для света материал (кварц, сапфир), вакуумно-плотно вмонтированный в стенке блока 5. Давление в плазменной горелке близко к атмосферному, а в анализаторе масс-спектрометра оно должно быть порядка 10-6 мм Hg. По этой причине поток плазмы в масс-спектрометр пропускают через систему пробоотборных, охлаждаемых конусов с отверстиями в вершине диаметром около 1 мм, между которыми производится ступенчатая вакуумная откачка: вначале форвакуумная (до давления, примерно, 10-3-10-4 мм Hg), после чего производится откачка на высокий вакуум (примерно, 10-6 мм Hg), при котором работает анализатор масс-спектрометра. Поток ионов из плазмы вместе со светом проходит через отверстия в вершинах пробоотборных конусов (так называемых, сэмплеров и скиммеров), систему экстрагирующих, фокусирующих линз, а затем и через, так называемую, систему омега-линз. Система омега-линз отклоняет поток ионов, отделяет его от света и направляет его в анализатор масс-спектрометра (блок 31), а прямолинейный поток света отражается зеркалом и направляется в АЭС-спектрометр (блок 4). В зависимости от полярности линз, поток ионов в анализатор масс-спектрометра может быть положительным или отрицательным, но отрицательных ионов в плазме гораздо меньше и их используют реже. Результаты анализа блока 31 фиксируются детектором масс-спектрометра (блок 32), а результаты анализа блока 4 фиксируются детектором АЭС-спектрометра (блок 41). Оба результата запоминаются компьютером 5 и поступают в программу совместной обработки данных, полученных одновременно двумя методами.
МС с ИСП обладает преимуществом в сравнении с АЭС с ИСП в более высокой чувствительности, стабильности масс-спектра, в широком диапазоне концентраций образцов, но и в методе МС с ИСП много проблем, связанных с изобарными интерференциями, полиатомными наложениями, двухзарядными ионами, разрешающей способностью и т.д. По этой причине дополнительная информация из АЭС с ИСП позволит уменьшить или исключить эти проблемы.
Claims (1)
- Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества, включающее последовательно соединенные первый блок распылителя и распылительной камеры, второй блок плазменной горелки, помещенной в кольцо генератора высокой частоты, и третий блок системы пробоотборных конусов, электростатических линз и зеркала, при этом устройство характеризуется тем, что в указанном третьем блоке происходит разделение индуктивно связанной плазмы на поток ионов, который направляется в анализатор масс-спектрометра, результаты работы которого фиксируются детектором масс-спектрометра, и на поток света, который с помощью зеркала направляется в атомно-эмиссионный спектрометр (АЭС-спектрометр), результаты работы которого фиксируются детектором АЭС-спектрометра, причем результаты работы анализатора масс-спектрометра и АЭС-спектрометра запоминаются и обрабатываются компьютером, который управляет и контролирует работу всех блоков устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142048U RU190046U1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142048U RU190046U1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU190046U1 true RU190046U1 (ru) | 2019-06-17 |
Family
ID=66948185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142048U RU190046U1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU190046U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5334834A (en) * | 1992-04-13 | 1994-08-02 | Seiko Instruments Inc. | Inductively coupled plasma mass spectrometry device |
RU2221242C1 (ru) * | 2003-02-12 | 2004-01-10 | Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН | Способ определения следовых количеств осмия в природных и технологических объектах |
CN103604940A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-02-26 | 福州大学 | 一种icp-aes/ms免切换式有机进样装置 |
RU2563835C1 (ru) * | 2014-07-15 | 2015-09-20 | Элла Владимировна Водовозова | Способ диагностики муковисцидоза |
RU2601279C2 (ru) * | 2014-03-23 | 2016-10-27 | Эспект Интернешнл (2015) Прайвит Лимитед | Устройство для мультимодального анализа и обработки бурового раствора |
-
2018
- 2018-11-29 RU RU2018142048U patent/RU190046U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5334834A (en) * | 1992-04-13 | 1994-08-02 | Seiko Instruments Inc. | Inductively coupled plasma mass spectrometry device |
RU2221242C1 (ru) * | 2003-02-12 | 2004-01-10 | Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН | Способ определения следовых количеств осмия в природных и технологических объектах |
CN103604940A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-02-26 | 福州大学 | 一种icp-aes/ms免切换式有机进样装置 |
RU2601279C2 (ru) * | 2014-03-23 | 2016-10-27 | Эспект Интернешнл (2015) Прайвит Лимитед | Устройство для мультимодального анализа и обработки бурового раствора |
RU2563835C1 (ru) * | 2014-07-15 | 2015-09-20 | Элла Владимировна Водовозова | Способ диагностики муковисцидоза |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Greenfiel S. et al., High-pressure plasmas as spectroscopic emission sources, Analyst, 1964, V. 89, pp. 713-720. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9412574B2 (en) | Parallel elemental and molecular mass spectrometry analysis with laser ablation sampling | |
US8536523B2 (en) | Desorption and ionization method and device | |
Li et al. | Hydride generation-point discharge microplasma-optical emission spectrometry for the determination of trace As, Bi, Sb and Sn | |
CN107664633B (zh) | 一种直接分析固体样品的微波等离子体原子发射光谱法及其系统 | |
CN104241077B (zh) | 磁场约束的常压微辉光放电解吸质谱离子源及质谱分析器 | |
JPH08505258A (ja) | プラズマ源質量分析計における干渉の低減 | |
CN108695135B (zh) | 用于从气溶胶颗粒生成元素离子的离子源和方法 | |
CN109643636A (zh) | 带有辅助加热气体喷流的低温等离子体探针 | |
Kimura et al. | An improved U–Pb age dating method for zircon and monazite using 200/266 nm femtosecond laser ablation and enhanced sensitivity multiple-Faraday collector inductively coupled plasma mass spectrometry | |
JP2015511704A (ja) | 質量分析計装置のための改良されたインタフェース | |
RU190046U1 (ru) | Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью индуктивно связанной плазмы | |
Vanhaecke | Single-collector inductively coupled plasma mass spectrometry | |
CA3107338C (en) | System for introducing particle-containing samples to an analytical instrument and methods of use | |
CN106885837B (zh) | 一种快速稳定高灵敏检测农药样品的方法 | |
RU195642U1 (ru) | Устройство для масс-спектрометрического и спектроскопического исследования компонент вещества с помощью микроволновой плазмы | |
CN208187913U (zh) | 大气颗粒物重金属及其同位素在线探测装置 | |
RU197959U1 (ru) | Устройство для исследования компонент вещества с помощью микроволновой плазмы методами оптической и ямр спектроскопии | |
D’Oriano et al. | Laser-ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS): setting operating conditions and instrumental performance | |
CN108169320A (zh) | 一种痕量元素的激光质谱测量方法及常压敞开式便携激光质谱仪 | |
CN211905076U (zh) | 电感耦合等离子体原子质谱和光谱的同时检测系统 | |
US10804092B2 (en) | Analysis device for gaseous samples and method for verification of analytes in a gas | |
CN112114067A (zh) | 涂层析气成分检测质谱系统及方法 | |
JP2001185073A (ja) | 誘導結合プラズマ質量分析装置及び方法 | |
Broekaert | Inductively coupled plasma spectrometry | |
WO2023074480A1 (ja) | ガス分析装置および制御方法 |