赛默飞iCAP RQ ICP-MS如何选择合适的碰撞或反应气体
在本篇文章中，我们将详细讨论如何根据不同的分析需求、样品性质、干扰特征等因素选择合适的碰撞气体或反应气体，确保赛默飞 iCAP RQ ICP-MS的最佳分析性能。
一、ICP-MS中的碰撞气体与反应气体
碰撞气体的定义
碰撞气体是指通过与离子发生碰撞，去除干扰离子的气体。通常，碰撞气体用于通过与干扰离子的碰撞抑制或消除其影响，从而减少干扰离子的信号对目标离子的干扰作用。常见的碰撞气体包括氦气（He）和氩气（Ar）。
反应气体的定义
反应气体则是通过与目标离子或干扰离子发生化学反应，生成不干扰目标分析物的复合物。反应气体可以通过化学反应将干扰离子转换为其他不会影响测量的离子。常见的反应气体包括氨气（NH₃）、氮气（N₂）、氧气（O₂）和甲烷（CH₄）等。
碰撞气体与反应气体的差异
碰撞气体主要用于物理过程中的碰撞，通常没有化学反应，主要通过减速或消耗干扰离子的能量来减少干扰信号。
反应气体则参与化学反应，能够与干扰离子发生化学反应，从而形成不干扰目标离子的复合物，消除或减弱干扰。
二、碰撞气体的选择与应用
氦气（He）作为碰撞气体
氦气（He）是ICP-MS中最常用的碰撞气体之一，具有较小的碰撞截面和较低的离子化能，因此能够有效地与目标离子以非化学反应的方式发生碰撞，减少干扰离子的影响。氦气通常用于碰撞模式下，通过减速干扰离子来减少干扰信号。
在分析高分辨率元素时，氦气常用于消除或减少如氩气离子（Ar⁺）产生的干扰。
对于难以通过反应气体去除的干扰，氦气常常是首选的碰撞气体。
氦气与大多数干扰离子反应不明显，因此能够有效减少或消除多种干扰源。
对于低质量的干扰离子（如Ar⁺），氦气的碰撞能量低，可以有效去除干扰。
对于同位素干扰，如铅（Pb）和锶（Sr）同位素干扰，氦气的碰撞模式非常有效。
优点：
适用情况：
氩气（Ar）作为碰撞气体
氩气（Ar）作为ICP-MS的工作气体之一，通常用作碰撞气体时并不直接参与化学反应。氩气的主要作用是与干扰离子发生碰撞，并通过减速去除干扰离子，但其效果不如氦气显著。
在一些需要较低成本或氩气已经作为工作气体使用的情况下，氩气也可作为碰撞气体使用。
氩气的成本相对较低。
作为工作气体，氩气在许多情况下已经处于系统中，因此作为碰撞气体的使用不会增加额外的成本。
氩气对某些元素的干扰较小，可以在某些情况下作为有效的碰撞气体。
优点：
适用情况：
三、反应气体的选择与应用
氨气（NH₃）作为反应气体
氨气（NH₃）是常用的反应气体之一，通常用于去除由氯化物等产生的干扰。氨气可与金属离子发生反应，形成氨配合物，从而消除对目标元素的干扰。
在分析某些元素如钡（Ba）时，氨气能够有效去除其同位素干扰。
在进行金属元素分析时，氨气作为反应气体能够有效地与干扰离子发生化学反应。
对铅（Pb）和锶（Sr）等元素的干扰去除效果显著。
氨气对某些复杂的干扰体系也能起到较好的反应效果，尤其是在分析环境元素时。
优点：
适用情况：
氮气（N₂）作为反应气体
氮气（N₂）作为反应气体在ICP-MS分析中常常用于去除复杂干扰，如氯化物或某些氧化物产生的干扰。氮气与金属离子和干扰离子反应，生成不干扰信号的复合物。
在分析过程中需要消除由含氯或硫化合物引起的干扰时，氮气作为反应气体尤为有效。
对于某些大气污染物或复杂基质的样品，氮气反应气体的使用效果非常好。
氮气在反应过程中不会增加额外的气体成本。
能够有效去除由氯化物、硫化物等产生的干扰。
优点：
适用情况：
氧气（O₂）作为反应气体
氧气（O₂）是另一种常见的反应气体，可以与特定元素发生氧化反应，去除某些元素的干扰。氧气常常用于消除氯化物干扰，特别是在分析铅（Pb）或铯（Cs）等元素时非常有效。
在进行铅（Pb）、铯（Cs）等元素的分析时，氧气作为反应气体能够有效去除干扰信号。
在分析过程中出现复杂干扰时，氧气常常是有效的解决方案。
氧气能够与部分干扰离子发生化学反应，减少其影响。
氧气可以通过氧化反应去除某些氧化物干扰。
优点：
适用情况：
甲烷（CH₄）作为反应气体
甲烷（CH₄）通常用于去除一些复杂的有机物或某些元素的干扰。它通过与干扰离子发生反应，形成不影响分析的离子。
在分析某些有机溶剂或复杂溶液时，甲烷作为反应气体能够有效消除有机物引起的干扰。
能够与某些干扰离子形成不干扰的复合物。
甲烷的反应气体较为稳定，适合用于有机物或复杂基质的分析。
优点：
适用情况：
四、选择合适的碰撞气体与反应气体的考虑因素
干扰离子的类型
同位素干扰：对于有同位素干扰的元素，可以选择氦气作为碰撞气体，它能够有效去除由氩离子（Ar⁺）引起的干扰。
化学干扰：对于氯化物、硫化物等带来的化学干扰，选择氨气或氮气作为反应气体尤为有效。
