一、背景介绍

在ICP-MS分析中，等离子体源可以产生大量的高能粒子，这些粒子会与样品中的元素发生相互作用，进而产生离子。然后，这些离子会被传输到质谱部分进行质量分析。然而，在这个过程中，除了目标元素的离子外，还可能出现一些干扰离子。这些干扰离子的存在会导致背景噪声的增加，进而影响分析结果的准确性。

为了降低这种背景噪声和干扰信号，ICP-MS系统通常会使用不同类型的气体进行“气体干扰抑制”。氦气和氢气是两种常见的气体模式，分别用于不同的分析需求。

二、氦气模式（He）

氦气模式是一种常见的气体抑制模式，在ICP-MS中应用广泛。氦气作为惰性气体，不会与样品中的化学成分发生反应。使用氦气时，它主要发挥两种作用：

1. 质量分辨作用
   在分析过程中，部分目标元素的同位素可能与其他元素的同位素或化合物的质荷比（m/z）相近，产生相互干扰。通过氦气的存在，质谱仪能够利用其较强的碰撞能力选择性地抑制这种干扰。在氦气的作用下，具有相似质荷比的干扰离子会被选择性去除，从而提高目标元素的信号质量。

2. 降低背景噪声
   氦气对背景信号有显著的抑制作用。特别是在分析痕量元素时，背景噪声的控制非常重要。氦气通过减少离子源中的多余离子数量，有效地降低了不必要的信号，增强了目标元素的检测信号，从而提高了仪器的灵敏度和分析结果的准确性。

氦气模式的应用

氦气模式的主要优势体现在以下几个方面：

• 减少干扰：氦气能够有效减少来自同位素或化学干扰离子的影响，提高分析精度。

• 适用于复杂样品：当样品中含有较多的基质干扰时，氦气模式可以通过选择性去除干扰离子，改善分析结果。

• 高精度分析：氦气模式对于分析低浓度、痕量元素特别有效，能够提高分析的准确性。

氦气模式尤其适用于那些目标离子与其他离子具有相似质荷比的分析场景。例如，在分析地球化学样品、环境水质检测、食品分析等领域，氦气模式的使用能够有效降低同位素干扰，提高灵敏度。

三、氢气模式（H₂）

氢气模式是另一种常见的气体模式，通常用于减少化学干扰。与氦气模式不同，氢气是一种反应性气体，它能够与样品中的某些元素反应，从而选择性地去除干扰物质。氢气模式主要通过以下两种方式发挥作用：

1. 化学抑制作用
   氢气能够与某些干扰离子发生化学反应，形成不稳定的离子，从而使这些离子失去干扰作用。尤其是当目标元素与其他元素的同位素或分子离子有相似的质荷比时，氢气可以通过选择性地与这些干扰离子反应，降低它们的存在，减少干扰，提高目标离子的信号强度。

2. 改善信号质量
   通过减少干扰离子的影响，氢气能够显著改善分析信号的质量，特别是在复杂基质中。氢气能够选择性地去除某些常见的干扰元素，如碳、氮、磷、硫等，从而提升目标元素的分析信号。

氢气模式的应用

氢气模式的优势主要体现在以下几个方面：

• 抑制基质干扰：氢气能够选择性地与某些常见的干扰物质（如氯、磷、硫等）发生反应，减少基质效应，提高分析的准确性。

• 适用于有机样品和复杂基质：氢气模式对于含有大量有机物或复杂基质的样品（如水样、土壤样品、食品样品等）具有较强的抑制作用，能够有效去除有机物干扰。

• 提高低浓度元素的信号：氢气模式尤其适用于分析低浓度的元素，能够降低由于干扰导致的背景噪声，提高信号质量。

氢气模式特别适合于分析那些容易受到基质效应干扰的元素，如镁、钙、铁等金属元素，以及在分析过程中常见的有机样品或复杂溶液中的元素。