激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱实验室

激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱简介

　　激光剥蚀电感耦合等离子体质谱结合了电感耦合等离子体质谱仪的优势（灵敏度高、谱图简单、分析速度快、定性定量精确、多元素同时检测等）以及激光固体原位微采样特点，已经成为一种主流固体样品元素、同位素原位微区分析技术，在地球科学、环境科学、生物学和材料科学等领域得到广泛的应用与传统的湿化学分析方法相比具有明显的优势，例如不需要繁琐的样品前处理过程，避免了前处理过程中可能引入的污染和样品丢失，更为重要的是还可以提供原位微区（微米-数百微米）信息，这对于不同地质过程（如岩浆结晶过程，变质过程，化学沉积过程等）以及特殊结构的矿物（如环带特征，成分上呈带状或者面状分布，这是大多数矿物普遍存在的现象）的研究是非常关键的。

仪器介绍

　　本实验室目前拥有一台Neptune Plus多接收电感耦合等离子体质谱，一台Element XR扇形磁场电感耦合等离子体质谱以及一台RESOlution M-50 193nm激光剥蚀系统。

　　Neptune Plus为双聚焦设计的多接收电感耦合等离子体质谱，包括进样部分，等离子体离子化部分，提取透镜，静电场，磁场和接收器部分。进样部分可以连接雾室，由雾化器导入溶液样品，也可以与激光剥蚀系统的样品气体管道相连，直接分析激光激发的固体气溶胶样品。等离子体是由离子和电子组合的呈电中性的粒子团，由氩气维持。点火时，矩管高压脉冲电流放电，激发少量氩气电离。高频交变电流下矩管外侧的线圈形成强大的电磁涡流，这些少量的氩离子在电磁涡流的作用下瞬间产生高达8000 K的温度，促使更多的氩原子电离，从而形成稳定的等离子体。样品经过等离子体离子化后进入仪器的接口部分。接口部分由样品锥和截取锥组成，两者之间采用干泵维持真空。仪器在接口之前处于大气压下，接口之后处于高真空状态。样品粒子（包括离子，电子，未电离的中性粒子）通过接口后，进入提取透镜部分。在加速电压的作用下，正电荷被提取加速。随后，样品离子依次通过静电场和磁场，实现能量和质量的双聚焦。最终到达检测器部分。Neptune Plus共配备了9个法拉第杯，其中中心通道法拉第杯固定不动，其余8个法拉第杯可以移动，以实现同时接收不同质量数的信号。另外，检测器部分还配置有8个高灵敏度的离子计数器。Neptune Plus主要用于在静态模式下进行高精度同位素比值测试。

　　Element XR扇形磁场电感耦合等离子体质谱与Neptune Plus具有类似的构造，包括进样部分，等离子体离子化部分，提取透镜，磁场，静电场和接收器部分。不同的是，Element XR的磁场在电场之前，并且只有一个接收器。主要用于元素含量定量分析。

　　Resonetic M-50型激光剥蚀系统由193 nm准分子激光器，激光光路和高精度样品台组成。准分子激光器的激光腔内充有惰性气体（F，Cl，Ne，He等），在高电压的作用下，这些惰性原子相互结合形成不稳定的准分子，这些准分子在解体为原子过程中释放能量形成特定频率的电磁波。经光学透镜聚焦形成激光。从激光器直接射出的激光横截面呈矩形，光路上的Mask通过不同直径的圆孔将激光横截面变为圆形。激光经多组反光镜引导，能量衰减光片降低能量，最终到达样品台。Resonetic M-50型激光剥蚀系统的样品仓采用双室设计。外室尺寸50×50×40 mm，内室体积小于1ml，位于激光剥蚀点的正上方。双室设计可以提高质谱的响应速度和灵敏度，同时降低清洗背景的时间。激光剥蚀样品产生的气溶胶由氦气作为载气携带，通过T型三通接头与质谱的样品气混合。混合气体通入气体平滑装置“squid”进行平滑，之后进入质谱等离子体。“squid”装置可以有效平滑低剥蚀频率（< 10 Hz）下的样品信号。

主要的测试服务项目：

　　（1）溶液法放射性成因同位素Sr-Nd-Pb-Hf等同位素分析；

　　（2）溶液法非传统稳定同位素（Li，B，Ti，Rb，Mo等）分析；

　　（3）熔体包裹体微量元素-Pb同位素分析；

　　（4）矿物微区同位素分析（锆石Hf同位素，斜长石Sr同位素，磷灰石Nd同位素，钾长石Pb同位素，电气石B同位素等）；

　　（5）矿物微区微量元素（点、线、面）分析；

　　（6）锆石、金红石等副矿物U-Pb定年；

实验室成员

张乐，工程师，负责实验室日常测试、维护及运行。

　　电话：13435626410         Email：zhangle@gig.ac.cn         办公室：同位素楼409室

收费标准

　　实验室对所内外研究人员开放，在仪器状态稳定情况下，可实现一天24小时不间断分析。

 　　分析时间包含必要的仪器调试、标样检测和换样时间。

欢迎来访：

　　广东省广州市天河区科华街511号 中国科学院广州地球化学研究所 同位素楼111室   联系电话：020-85290140