[发明专利]一种激光剥蚀等离子体质谱的样品引入装置

说明书

技术领域

本发明应用于现有主流激光剥蚀系统需要制靶进行激光剥蚀等离子体质谱技术分析的应用研究（含LA-Q-ICPMS和LA-MC-ICPMS），如锆石定年、单矿物的主微量及同位素、薄片中矿物、考古样品、玻璃样品的直接分析等，具体是一种样品引入装置，特别是一种激光剥蚀等离子体质谱的样品引入装置。

背景技术

激光剥蚀技术是一项可以实现微米区域分析的原位微区采样技术，与等离子体质谱联用，可以进行样品的主微量元素和同位素的组成分析。近年来该技术在地球科学、材料科学、生命科学、化学等领域得到了广泛的应用。

激光剥蚀技术是由固体激光器或气体激光器、激光光路、观察系统、样品剥蚀及传输系统组成。其基本原理是激光器产生的激光经过光路聚焦至样品表面并通过传输系统传输至等离子体质谱等分析仪器进行分析。

激光剥蚀系统是在剥蚀池中进行样品剥蚀的，而影响激光剥蚀分析的关键因素—分馏效应（激光剥蚀过程中因样品的激光热效应和传输系统的传输效率不同而引起样品的不同元素的剥蚀效率不同而引起）则主要发生在激光剥蚀池中。样品在激光剥蚀池中的位置的不同严重影响分析结果的准确性。

目前，激光剥蚀等离子体质谱的样品引入装置通常是：在一个圆形样品腔上面设有1个可以通过激光的玻璃窗。这种样品引入装置的样品腔体积较小，一般只能同时装在1个样品靶和标准靶，而且，如果样品在样品腔中的位置不同会产生不同的分馏效应，并对分析结果准确度产生严重的影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种激光剥蚀等离子体质谱的样品引入装置，本克服了现有技术中样品引入装置的样品腔由于体积较小，导致一次装载的样品靶数目少且易产生不同分馏效应的缺陷，使得单次装入的样品数量达到了15个，而且引入的小内室使得样品和标准的分析分馏效应完全一致，提高了分析结果准确度。

为实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种激光剥蚀等离子体质谱的样品引入装置，包括外室和样品座，外室的一端封闭，其特征在于，所述外室为长直形，外室的顶板上设置外室观察口，外室的侧面设置有两个载气进气口；

所述外室内部有小内室，小内室倒扣悬挂在外室观察口下方，该小内室为中空的圆柱状，上端为内室观察口，内室观察口上覆盖有透明材料，小内室（3）的侧面开有出气口，该出气口通过外室导出；

所述样品座为长直形，样品座安装在外室的底部且未接触小内室，在样品座的前、后两个侧面与外室的前、后侧内壁之间均装有定位弹珠，样品座尾部有推拉杆，使得样品座通过推拉杆的推拉作用和定位弹珠的滑动作用在外室底部滑动，从而进出外室；所述样品座上设置大于10个样品靶位，样品靶位用来固定样品靶,每个样品靶位下方有观察通道。

本发明还包括如下其它技术特征：

所述小内室与样品座之间的距离为1-3mm。

所述小内室体积＜1cm³。

所述样品座通过燕尾槽安装在外室的底部。

所述外室的材料采用有机玻璃。

所述小内室的材料采用钛镁合金。

所述样品靶为常规岩石薄片、锆石的16mm靶或1英寸的SHRIMP样品靶。

所述弹珠定位位于外室前、后侧内壁的中央位置。

所述样品座上设置15个样品靶位。

所述透明材料采用萤石玻璃片。

本发明的有益效果如下：

1、采用双室设计，使得实际有效提取体积<1cm³，消除了样品之间相互污染的潜在危险，并提升了样品的提取效率，降低了剥蚀粉末的吹扫时间。

2、样品座采用直形设计，样品更换次数减少，结构更简单，操作易于实现，可直接利用透反射光从样品座下方的观察通道进行样品观察。

3、样品座上超过10个靶位设计保证了单批次运行的样品分析数量。以锆石为例，每个靶位可粘>500颗锆石，15个靶位可保证每批分析>6000颗锆石及同时装载2个标准锆石/标准玻璃靶，避免了更换样品时开启样品引入系统的盖子而引起仪器条件变化，提高了分析效率并降低了分析过程中分析条件的变化而引起分析结果可靠性变差的风险。

4、小内室的结构降低了样品分析之间的污染和干扰，同时加快了样品气溶胶的传输速度，提高了传输效率，从而使得分析气溶胶更具有代表性。

5、外室材料采用有机玻璃，使得样品的观察更直观，定位更准确和快捷。