激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜簡介

　　激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜結(jié)合了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的優(yōu)勢（靈敏度高、譜圖簡單、分析速度快、定性定量精確、多元素同時檢測等）以及激光固體原位微采樣特點，已經(jīng)成為一種主流固體樣品元素、同位素原位微區(qū)分析技術(shù)，在地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用與傳統(tǒng)的濕化學(xué)分析方法相比具有明顯的優(yōu)勢，例如不需要繁瑣的樣品前處理過程，避免了前處理過程中可能引入的污染和樣品丟失，更為重要的是還可以提供原位微區(qū)（微米-數(shù)百微米）信息，這對于不同地質(zhì)過程（如巖漿結(jié)晶過程，變質(zhì)過程，化學(xué)沉積過程等）以及特殊結(jié)構(gòu)的礦物（如環(huán)帶特征，成分上呈帶狀或者面狀分布，這是大多數(shù)礦物普遍存在的現(xiàn)象）的研究是非常關(guān)鍵的。

儀器介紹

　　本實驗室目前擁有一臺Neptune Plus多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜，一臺Element XR扇形磁場電感耦合等離子體質(zhì)譜以及一臺RESOlution M-50 193nm激光剝蝕系統(tǒng)。

　　Neptune Plus為雙聚焦設(shè)計的多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜，包括進樣部分，等離子體離子化部分，提取透鏡，靜電場，磁場和接收器部分。進樣部分可以連接霧室，由霧化器導(dǎo)入溶液樣品，也可以與激光剝蝕系統(tǒng)的樣品氣體管道相連，直接分析激光激發(fā)的固體氣溶膠樣品。等離子體是由離子和電子組合的呈電中性的粒子團，由氬氣維持。點火時，矩管高壓脈沖電流放電，激發(fā)少量氬氣電離。高頻交變電流下矩管外側(cè)的線圈形成強大的電磁渦流，這些少量的氬離子在電磁渦流的作用下瞬間產(chǎn)生高達8000 K的溫度，促使更多的氬原子電離，從而形成穩(wěn)定的等離子體。樣品經(jīng)過等離子體離子化后進入儀器的接口部分。接口部分由樣品錐和截取錐組成，兩者之間采用干泵維持真空。儀器在接口之前處于大氣壓下，接口之后處于高真空狀態(tài)。樣品粒子（包括離子，電子，未電離的中性粒子）通過接口后，進入提取透鏡部分。在加速電壓的作用下，正電荷被提取加速。隨后，樣品離子依次通過靜電場和磁場，實現(xiàn)能量和質(zhì)量的雙聚焦。最終到達檢測器部分。Neptune Plus共配備了9個法拉第杯，其中中心通道法拉第杯固定不動，其余8個法拉第杯可以移動，以實現(xiàn)同時接收不同質(zhì)量數(shù)的信號。另外，檢測器部分還配置有8個高靈敏度的離子計數(shù)器。Neptune Plus主要用于在靜態(tài)模式下進行高精度同位素比值測試。

　　Element XR扇形磁場電感耦合等離子體質(zhì)譜與Neptune Plus具有類似的構(gòu)造，包括進樣部分，等離子體離子化部分，提取透鏡，磁場，靜電場和接收器部分。不同的是，Element XR的磁場在電場之前，并且只有一個接收器。主要用于元素含量定量分析。

　　Resonetic M-50型激光剝蝕系統(tǒng)由193 nm準分子激光器，激光光路和高精度樣品臺組成。準分子激光器的激光腔內(nèi)充有惰性氣體（F，Cl，Ne，He等），在高電壓的作用下，這些惰性原子相互結(jié)合形成不穩(wěn)定的準分子，這些準分子在解體為原子過程中釋放能量形成特定頻率的電磁波。經(jīng)光學(xué)透鏡聚焦形成激光。從激光器直接射出的激光橫截面呈矩形，光路上的Mask通過不同直徑的圓孔將激光橫截面變?yōu)閳A形。激光經(jīng)多組反光鏡引導(dǎo)，能量衰減光片降低能量，最終到達樣品臺。Resonetic M-50型激光剝蝕系統(tǒng)的樣品倉采用雙室設(shè)計。外室尺寸50×50×40 mm，內(nèi)室體積小于1ml，位于激光剝蝕點的正上方。雙室設(shè)計可以提高質(zhì)譜的響應(yīng)速度和靈敏度，同時降低清洗背景的時間。激光剝蝕樣品產(chǎn)生的氣溶膠由氦氣作為載氣攜帶，通過T型三通接頭與質(zhì)譜的樣品氣混合。混合氣體通入氣體平滑裝置“squid”進行平滑，之后進入質(zhì)譜等離子體。“squid”裝置可以有效平滑低剝蝕頻率（< 10 Hz）下的樣品信號。

主要的測試服務(wù)項目：

　　（1）溶液法放射性成因同位素Sr-Nd-Pb-Hf等同位素分析；

　　（2）溶液法非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素（Li，B，Ti，Rb，Mo等）分析；

　　（3）熔體包裹體微量元素-Pb同位素分析；

　　（4）礦物微區(qū)同位素分析（鋯石Hf同位素，斜長石Sr同位素，磷灰石Nd同位素，鉀長石Pb同位素，電氣石B同位素等）；

　　（5）礦物微區(qū)微量元素（點、線、面）分析；

　　（6）鋯石、金紅石等副礦物U-Pb定年；

實驗室成員

張樂，工程師，負責實驗室日常測試、維護及運行。

　　電話：13435626410         Email：zhangle@gig.ac.cn         辦公室：同位素樓409室

收費標準

　　實驗室對所內(nèi)外研究人員開放，在儀器狀態(tài)穩(wěn)定情況下，可實現(xiàn)一天24小時不間斷分析。

 　　分析時間包含必要的儀器調(diào)試、標樣檢測和換樣時間。

歡迎來訪：

　　廣東省廣州市天河區(qū)科華街511號 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所 同位素樓111室   聯(lián)系電話：020-85290140