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实验室里的小能手:LA-ICP-MS
来源: 三秦地质 | 作者:陈清敏 | 时间:2019-01-13 14:58:55 | 人气:

什么叫LA-ICP-MS?

  激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)是始于上世纪80年代中期、在90年代迅速发展起来的原位微区元素和同位素分析技术,已成为目前使用最广泛和最有应用前景、最有研究活力的原位微区分析技术。LA-ICP-MS就如同它名字的构成一样,仪器的主要构成分为三部分:第一部分是激光剥蚀器(LA-lazer ablation),主要作用是用高能激光剥蚀样品;第二部分是感应耦合等离子体(ICP-Inductively Coupled Plasma),主要作用是将粒子离子化;第三部分是质谱(MS-Mass Spectrometer),通过磁场分选不同粒子。

西北大学LA-ICP-MS

LA-ICP-MS怎么工作?

  LA-ICP-MS测定的过程简单来说是这样:首先通过高能激光轰击样品,从样品上剥蚀下来一部分并且尘化,之后尘化的粒子云会进入粒子加速器中,被等离子体化,并且加速。离子化的粒子云会通过导管在氦气的承载下进入质谱仪,在磁场的分选下,不同质量数的粒子会被收集器检测出来,而收集器产出信号,发送给电脑。

完美状态的LA-ICP-MS分析流程

  当然,我们从电脑上看到的只是跳动的波状信号,需要用软件处理信号之后才会给出具体成分,例如以ppm为单位的数据。

LA-ICP-MS可以干什么?

       LA-ICP-MS区别于传统意义上的ICP-MS,不是将待测样品制成试剂,而是直接对固体样品进行测量。目前,LA-ICP-MS可用于开展全岩样品整体分析、硅酸盐和碳酸盐矿物、金属氧化物和金属硫化物以及单个熔体和流体包裹体微区元素分析。LA-ICP-MS不仅广泛应用于锆石、斜锆石、榍石等副矿物U-Pb年龄测试以及Lu-Hf同位素分析,硫化物中的S、Pb同位素微区分析,也可以应用于B、S等传统稳定同位素微区分析以及Li、Mg、Fe、Cu、Hf、Pb等非传统稳定同位素微区分析。LA-ICP-MS不仅服务于地球科学研究领域,也可应用于分析环境、古生物、文物、玉石等样品的微量分析,为相关研究提供微区分析证据。

  利用LA-ICP-MS测定独居石U-Th-Pb年龄

LA-ICP-MS有什么优势?

  相对于电子探针,LA-ICP-MS具有更低的检出限,不仅可用于分析矿物的主、次量元素,更适合分析矿物的痕迹元素,还常用于矿物中元素的二维成像、三维空间分析研究;相对于离子探针,LA-ICP-MS具有分析速度快、分析成本低等技术优势,不仅是多元素微区分析的主要工具,还是锆石、斜锆石、榍石等副矿物U-Pb年龄最常用的工具,而激光剥蚀系统(LA)与多接收等离子体质谱(MC-ICP-MS)结合的LA-MC-ICP-MS可用于对B、S等传统元素及Li、Mg、Fe、Cu、Hf、Pb等非传统同位素比值的精确分析,搭载飞秒激光剥蚀系统fs-LA-MC-ICP-MS在副矿物U-Pb定年及同位素比值分析方面能获得媲美离子探针的分析结果;相对于同步辐射X射线荧光分析仪(SRXRF)和X射线吸收近边结构(XANES),LA-ICP-MS不仅可用于分析环境、生物、植物样品中的多元素含量及其分布,近年来还在元素成像研究中发挥着重要作用。

  LA-ICP-MS可以测量的元素及相应的检出限

  目前,国内外LA-(MC)-ICP-MS实验室研究热点主要集中在分析方法开发与改进、基体效应与元素分馏效应、副矿物U-Pb定年、同位素比值精确分析、元素成像、标准物质研制及在不同领域中的应用。