ICPMS校准规范

1JJF1159-2006_________________________________________________________________________四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范1适用范围本规范适用于四极杆电感耦合等离子体质谱仪主要性能指标的校准。其它类型的电感耦合离子体质谱仪的校准可以参照执行。2引用文献JJF1001-1998通用计量术语及定义JJF1059-1999测量不确定度评定与表示JJF1071-2000国家计量校准规范编写规则GB/T15481-1995校准和检验实验室能力的通用要求GB/T6041-2002质谱分析方法通则JJF1120-2004热电离同位素质谱计校准规范使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语和计量单位3.1质量范围质量范围表示质谱仪所能测量元素（同位素）的质量区间,单位为原子质量单位amu。3.2分辨率分辨率以某元素质量峰高10％处的峰宽度表示，单位amu。3.3检出限质谱仪所能测定的某元素的最低极限浓度。表示方法为空白溶液中某元素的n次测量结果的3倍标准偏差所对应的浓度。单位ngL-1。2JJF××××-××××_________________________________________________________________________3.4灵敏度单位浓度的元素在质谱仪检测器上得到的信号响应（计数），单位Mcps/（mgL-1）。3.5丰度灵敏度丰度灵敏度表征某一质量为M的强离子峰在相邻质量M+1(或M-1)位置上的前锋或拖尾峰对相邻峰的影响。无量纲。丰度灵敏度用下式表示:式中：δ—丰度灵敏度，无量纲IM—质量为M强离子峰的信号强度，单位cpsIM–1—质量为M的离子峰在质量M-1位置上的拖尾信号强度,单位cpsIM+1—质量为M的离子峰在质量M+1位置上的拖尾信号强度，单位cps3.6背景噪声是指未引入某元素离子时，质谱检测系统产生的该元素离子信号响应。3.7氧化物离子产率某元素原子在等离子体中电离时生成氧化物离子与该元素的单电荷离子的比，以MO+/M+表示。3.8双电荷离子产率某元素原子在等离子体中电离时产生的双电荷离子与单电荷离子的比，以M2+/M+表示。3.9质量稳定性表示在较长时间内某元素的质量峰中心偏移的程度。单位amu/h。或M1MIIM1MII13JJF××××-××××_________________________________________________________________________3.10冲洗时间是指用稀酸将仪器中某元素的信号强度冲洗降低到原信号强度的10-4倍所需要的时间。单位s。3.11同位素丰度比同位素丰度是某元素所具有的各种同位素在该元素中所占有的原子份额。同位素丰度表示方法有：（1）原子分数：某种稳定性同位素所具有的摩尔原子数与该元素总的摩尔原子数之比；（2）原子百分：以百分数表示的原子分数。同位素丰度比是指某元素的一种同位素与该元素的另一种同位素的丰度的比值。3.12短期稳定性质谱仪在较短时间内连续测量同一样品的结果的稳定程度。一般以20min内所测结果的相对标准偏差表示。3.13长期稳定性质谱仪在较长时间内连续测量同一样品的结果的稳定程度。一般以2h内所测结果的相对标准偏差表示。4概述四极杆电感耦合等离子体质谱仪的工作原理是根据被测元素通过一定形式进入高频等离子体中，在高温下电离成离子，产生的离子经过离子光学透镜聚焦后进入四极杆质量分析器按照荷质比分离，既可以按照荷质比进行定性分析，也可以按照特定荷质比的离子数目进行定量分析。该类型质谱仪主要由离子源、质量分析器和检测器三部分组成。还配有数据处理系统、真空系统、供电控制系统等。4.1离子源离子源是将引入炬管中的中性原子或分子，通过等离子体的高温转换成离子。4.2四极杆质量分析器四极杆质量分析器由四根金属或表面镀有金属的极棒构成。当具有一定能量的离子束通过质量分析器后，在电场的作用下按质荷比的大小进行分离。4JJF××××-××××_________________________________________________________________________4.3离子检测器离子检测器用于收集和放大经质量分析器分离后的离子信号。4.4计算机系统由计算机和相应的软件组成，对质谱仪进行操作、各种仪器参数调节和控制、以及测量数据处理等。4.5真空系统真空系统由机械泵、涡轮分子泵、各种性能良好的密封阀及真空管道等组成。4.6供电系统供电系统为质谱仪提供稳压、稳流电源和四极杆直流、高频交流电源及等离子体射频电源，并对仪器具有良好的自动控制和保护功能。5计量特性表1规定了四极杆电感耦合等离子体质谱仪的各项主要技术指标，供校准时参考。5JJF××××-××××_________________________________________________________________________表1四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准项目和技术指标序号校准项目技术指标1背景噪声9amu,≤5cps；115amu,≤5cps；209amu,≤5cps2检出限(ngL-1)Be≤30,In≤10,Bi≤103灵敏度（Mcps/mgL-1）Be≥5，In≥30，Bi≥204丰度灵敏度IM-1/IM≤110-6，IM+1/IM≤510-75氧化物离子产率156CeO+/140Ce+≤3.0％6双电荷离子产率69Ba2+/138Ba+≤3.0％7质量稳定性(amu/8h)（8h）：9(Be)+/-0.05，115(In)+/-0.05，209(Bi)+/-0.058分辨率(amu)≤0.89冲洗时间(s)≤60(115In离子计数下降至原信号强度的10-4倍)10同位素丰度比测量精度107Ag/109Ag≤0.2%，206Pb/207Pb≤0.2%11短期稳定性≤3.0％12长期稳定性≤5.0％备注*可用Li、Y、Tl代替Be、In、Bi，技术指标不变。*氧化物产率也可用154BaO+/138Ba+，技术指标不变。6校准条件6.1实验室环境条件:根据仪器安装要求执行6.2校准用标准物质及试剂:校准时采用国内外有证标准物质6.2.1铈标准物质或钡标准物质6.2.2铅标准物质或银标准物质6.2.3铍标准物质或锂标准物质6.2.4铟标准物质或钇标准物质6.2.5鉍标准物质6.2.6铯标准物质6JJF××××-××××_________________________________________________________________________6.2.718MΩcm高纯水6.2.8高纯硝酸溶液7校准项目和校准方法7.1外观检查7.1.1仪器应具有下列标识：名称、型号、制造厂名（或公司名）、出厂日期、出厂编号和设备编号。7.1.2主机及配件齐全。仪器的按键开关、各调节旋纽均应正常工作，无松动现象，指示灯显示正常。以下7.2～7.13校准项目应在质谱仪经过预热、稳定并达到真空度要求后进行。7.2背景噪声校准以2％高纯硝酸溶液进样，测量质量数9、115、209处的离子计数，分别测量20个数据，取其平均值。7.3检出限校准以18MΩcm的高纯水进样，测量质量数9、115、209处的离子计数，积分时间0.1s，分别测量11个数据，用测量结果的标准偏差SA的3倍除以Be、In、Bi的灵敏度S，结果即为各元素的检出限。检出限计算公式：SSCAL3（2）7.4灵敏度校准以1×10-2mgL-1Be、In、Bi混合溶液进样，测量质量数9、115、209处的离子计数，积分时间0.1s，分别测量20个数据，取其平均值，分别扣除背景噪声后，再除以其准确浓度值，即为各个元素的灵敏度S（Mcps/(mgL-1)）。7JJF××××-××××_________________________________________________________________________7.5丰度灵敏度校准分别以2％高纯硝酸溶液进样，测量质量数132、133、134处的离子计数B132、B133、B134，积分时间1s，分别测量10次；以1×10-2mgL-1Cs溶液进样，测量质量数133处的离子计数S133，积分时间1s，测量10次；以20mgL-1Cs溶液进样，测量质量数132、134处的离子计数S132、S134，积分时间1s，分别测量10个数据；计算丰度灵敏度：低质量数端：δ低＝I132/I133（3）高质量数端：δ高＝I134/I133（4）公式（3）和（4）中：I132＝S132－B132I133＝（S133－B133）2000I134＝S134－B1347.6氧化物离子产率校准以1×10-2mgL-1Ce单标溶液进样，测定质量数156和140处的离子计数，计算氧化物比156CeO+/140Ce+，测量50个数据，取平均值。7.7双电荷离子产率校准以1×10-2mgL-1Ba单标溶液进样，测定质量数69和138处的离子计数，计算双电荷比69Ba2+/138Ba+，测量50个数据，取平均值。7.8质量稳定性校准以1×10-2mgL-1Be、In、Bi混合溶液进样，打印质量数9、115、209的谱图，8h以后重复该进样和测量步骤，并计算峰中心偏移的程度。7.9分辨率校准以1×10-2mgL-1Be、In、Bi混合溶液进样。打印质量数9、115、209的谱图，并计算10％峰高处的峰宽度。8：RJJF××××-××××_________________________________________________________________________7.10冲洗时间校准以5×10-2mgL-1In溶液进样2min，之后再以5%硝酸溶液冲洗，同时检测115In的离子计数。记录从进5%硝酸溶液开始到In信号强度降低到原信号强度的10-4倍所需要的时间。7.11同位素丰度比校准分别以1×10-2mgL-1Pb和1×10-2mgL-1Ag溶液进样，用跳峰法测量206Pb/208Pb和107Ag/109Ag，各测量10个数据，计算测量结果的相对标准偏差RSD（％）。7.12短期稳定性校准以1×10-2mgL-1的Be、In、Bi混合溶液进样，测量质量数9、115、209处的离子计数，在20min内，每2min取一个数据，（每个数据扫描10次），共计10个数据，计算其相对标准偏差RSD（％），即为仪器的短期稳定性。短期稳定性的计算：式中：10个测量数据的平均值Ri：一个测量数据（10次扫描的平均值）S：标准偏差n:测量个数短期稳定性为：）（51nRRmii1-n)RR(Snii126）（短期7100%RSRSD9JJF××××-××××_________________________________________________________________________7.13长期稳定性校准以1×10-2mgL-1Be、In、Bi混合溶液进样，测量质量数9、115、209处的离子计数，在不少于2h内，重复测量不少于10个数据，并计算出相对标准偏差RSD长期（％），即为仪器的长期稳定性。长期稳定性RSD长期的计算与短期稳定性相同。8校准结果表达为全面衡量四极杆电感耦合等离子体质谱仪的性能，所校准项目及其结果均应在校准证书中反映。校准结果的总不确定度以长期稳定性或短期稳定性的测量结果表示。校准结果的表达按照JJF1071-2000技术规范的要求，包含标题、实验室名称和地址）、送校单位的名称和地址、校准日期、校准所用测量标准的溯源性及有效性说明、校准环境等方面内容。9.复校时间间隔复校时间间隔由用户自定，建议不超过一年。在此期间，如仪器经过较大的维修，建议重新校准。10JJF××××-××××___________________