入力と出力の面では、ICP-MS機器は、準備されたサンプル材料を消費し、質量スペクトルデータに変換します。 実際の分析的なプロシージャは時間をかける;その時間の後で器械は次のサンプルで動作するために転換することができる。 このような一連のサンプル測定では、機器がプラズマに点火する必要がありますが、得られた結果が実行可能に正確で正確な解釈を得るためには、 プラズマを維持するには、キャリアガス（通常は純粋なアルゴン）を一定に供給し、機器の消費電力を増加させる必要があります。 これらの付加的な運営費用が正当化されて考慮されないとき、血しょうおよび補助システムのほとんどは消すことができます。 このような待機モードでは、質量分析計に適切な真空を維持するためにポンプのみが働いています。
ICP-MSの器械の要素は再生可能なおよび/または安定した操作を可能にするように設計されている。
サンプル紹介編集
分析の最初のステップは、サンプルの導入です。 これは、ICP-MSでは様々な手段によって達成されています。
最も一般的な方法は、分析ネブライザーの使用です。 噴霧器はエーロゾルに液体を変え、そのエーロゾルは血しょうにイオンを作成するためにそれから掃除することができます。 噴霧器は簡単な液体のサンプル（すなわち解決）を最もよく使用する。 しかし、スラリーのようなより複雑な材料での使用の例がありました。 噴霧器の多くの変化は空気、交差流れ、Babington、超音波の、およびdesolvatingタイプを含むICP-MSに、つながれました。 発生するエーロゾルは頻繁にペルチェ冷却された二重パスかサイクロンの噴霧室によって最も小さいしぶきだけにそれを、一般に限るために扱われ Autosamplersの使用はこれをルーチンの仕事そして多数のサンプルのために、特により容易そしてより速くさせる。 これは、溶媒の大部分を除去し、血漿への負荷を低減するために、フルオロポリマー膜で被覆された長い加熱された毛細管を使用する。 マトリックス除去導入システムは、海水などの試料に使用されることがあり、関心のある種が微量であり、はるかに豊富な汚染物質に囲まれています。
レーザアブレーションは別の方法です。 過去にはあまり一般的ではありませんが、急速に普及してきており、ＩＣＰ-Ｍ Ｓ走査速度の増加のおかげで、サンプル導入の手段として使用されています。 この方法では，パルスＵ Ｖレーザを試料に焦点を当て，プラズマ中に掃引することができるアブレーション材料のプルームを作成する。 これにより、地球化学者は岩石試料の断面における同位体組成を空間的にマッピングすることができ、岩石が消化されて液体試料として導入された場合に失われるツールである。 この作業のためのレーザーは、高度に制御可能な出力と均一な半径方向の出力分布を持ち、平らな底を持ち、選択された直径と深さのクレーターを生成するよ
レーザーアブレーションと脱溶媒ネブライザーの両方のために、窒素の小さな流れはまた、アルゴンの流れに導入することができます。 窒素は二量体として存在するので、より多くの振動モードを有し、トーチの周りのRFコイルからエネルギーを受け取るのにより効率的である。サンプル導入の他の方法も利用される。
電熱気化（ETV）およびトーチ気化（ITV）では、高温表面（グラファイトまたは金属、一般的に）を使用して、導入のためにサンプルを気化させます。 これらは、液体、固体、またはスラリーの非常に少量を使用することができます。 蒸気発生のような他の方法も知られている。
Plasma torchEdit
ICP-MSに使用されるプラズマは、アルゴンガス（Ar→Ar++e−）を部分的にイオン化することによ この反応に必要なエネルギーは，プラズマトーチをアルゴンガスの流れで取り囲む負荷コイルに交流電流をパルスすることによって得られる。
試料が注入された後、プラズマの極端な温度により、試料は個々の原子に分離される（霧化）。
試料が注入された後、プラズマの極端な温度 次に、プラズマはこれらの原子（M→M++e-）をイオン化し、質量分析計で検出することができます。
分光分析のための誘導結合プラズマ（ICP）は、通常は石英で作られた三つの同心円状の管で構成されるトーチで維持されています。 二つの主要なデザインはファッセルとグリーンフィールドのトーチです。 このトーチの端は高周波電流と供給される誘導コイルの中に置かれる。 トーチの2つの最も外側の管の間にアルゴンガスの流れ（通常14〜18リットル/分）が導入され、電気火花がガス流に自由電子を導入するために短時間印加さ これらの電子は誘導コイルの高周波磁場と相互作用し、磁場が高周波（通常27.12MHzまたは40MHz）で変化するにつれて、最初に一方向に加速され、次に他の方 加速された電子はアルゴン原子と衝突し、時には衝突によってアルゴン原子がその電子の1つに加わることがあります。 放出された電子は、急速に変化する磁場によって加速される。 このプロセスは、衝突時の新しい電子の放出速度が、電子とアルゴンイオン（電子を失った原子）との再結合速度によってバランスされるまで続く。 これは自由電子およびアルゴンイオンの幾分小さい一部分が付いているアルゴン原子から大抵成っている”火の玉”を作り出す。
argonEditの利点
他のガスの代わりにアルゴンからプラズマを作るには、いくつかの利点があります。 第一に、アルゴンは（カリウムの放射性崩壊の結果として大気中で）豊富であり、したがって他の希ガスよりも安価である。 アルゴンはまた、Ｈ Ｅ、ＦおよびＮｅを除く他のすべての元素よりも高い第一イオン化ポテンシャルを有する。 この高いイオン化エネルギーのために、反応（Ａ ｒ＋＋ｅ−→Ａ ｒ）は反応（Ｍ＋＋Ｅ−→Ｍ）よりもエネルギー的に有利である。 これにより、質量分析計がそれを検出できるように、サンプルが（M+として）イオン化されたままであることが保証される。
アルゴンは、冷蔵液体またはガス形態のいずれかでICP-MSと一緒に使用するために購入することができます。 但し購入されるアルゴンのどの形態でも最低でも99.9%のアルゴンの保証された純度があるべきであることに注意することは重要です。 どのタイプのアルゴンが特定の状況に最も適しているかを判断することが重要です。 液体アルゴンは、典型的には安価であり、より高価であり、より多くのタンクスペースを占有するガス形態とは対照的に、より多くの量で貯蔵することが 機器が頻繁に使用されない環境にある場合は、ガス状態でアルゴンを購入することが最も適切であり、シリンダー内のガスはより長い期間安定したままであり、液体アルゴンは長期間にわたって保管されたときにタンクの通気による環境への損失を被る。 しかし、ICP-MSが日常的に使用され、週に数日間毎日8時間以上稼働している場合は、液体アルゴンを使用するのが最も適しています。 複数のICP-MS機器を長期間稼働させる場合は、ガス供給会社が保守するバルクまたはマイクロバルクアルゴンタンクを設置することが実験室にとって有益である可能性が高いため、頻繁にタンクを交換する必要がなくなり、使用される各タンクに残っているアルゴンの損失を最小限に抑え、タンク交換のためのダウンタイムを最小限に抑えることができます。
ヘリウムは、プラズマ生成のためにアルゴンの代わりに、または混合して使用することができます。 ヘリウムの高い第一イオン化エネルギーは、より大きなイオン化を可能にし、したがって、イオン化しにくい要素のためのより高い感度を可能にする。 純粋なヘリウムの使用はまたArOのようなアルゴンベースのintereferencesを避ける。 しかし、干渉の多くは衝突セルの使用によって緩和することができ、ヘリウムのより大きなコストは、商業ICP-MSでの使用を妨げている。
真空中へのイオンの移動edit
キャリアガスは、中央チャネルを介して非常に熱いプラズマに送られる。 サンプルは、プラズマにガスを変換する無線周波数にさらされています。 プラズマの高温は、試料の非常に大きな部分にイオンを形成させるのに十分である。 イオン化のこの部分はある要素（例えばナトリウム）のための100%に近づくことができますがこれはイオン化潜在性に依存しています。 次に形作られたイオンの一部分は~1つのmmの穴（サンプラーの円錐形）および~0.4mmの穴（スキマーの円錐形）を通ります。 その目的は、質量分析計によって必要とされる真空を可能にすることである。
真空は一連のポンプによって作成され、維持されます。 第一段階は通常荒削りポンプ、最も一般に標準的な回転式ベーンポンプに基づいています。 これはガスのほとんどを取除き、普通およそ133Paの圧力に達する。 後の段階では、より強力な真空システム、最も頻繁にはターボ分子ポンプによって真空が生成されます。 より古い器械は高真空の地域のためにオイルの拡散ポンプを使用したかもしれない。
Ion opticsEdit
質量分離の前に、プラスイオンのビームをプラズマから抽出し、質量分析器に集束させる必要があります。 イオンをUV光子、高エネルギー中性粒子、およびICPから機器に運ばれた可能性のある固体粒子から分離することが重要です。 伝統的に、ICP-MSの器械はこの目的のために送信イオンレンズの整理を使用した。 例としては、アインツェルレンズ、バレルレンズ、アジレントのオメガレンズ、パーキン-エルマーのシャドウストップなどがあります。 別のアプローチは、イオンガイド（四重極、六極、または八極）を使用して、光子または中性粒子の軌道から離れた経路に沿ってイオンを質量分析器に導くこ さらに別のアプローチは、Analytik Jena ICP-MSによって90度反射放物線”イオンミラー”光学系で使用される特許取得済みのVarianであり、質量分析器へのより効率的なイオン輸送を提供すると主張されており、感度が向上し、背景が減少しています。 AnalytikイエナICP-MS PQMSは市場の最も敏感な器械である。
セクター ICP-MSは一般に四つのセクションを持っています：抽出加速領域、ステアリングレンズ、静電セクターと磁気セクター。 最初の領域は、プラズマからイオンを取り、高電圧を使用してそれらを加速します。 第二の用途は、平行板、リング、四重極、六極および八極子の組み合わせを使用して、ビームを操縦し、形状を形成し、結果として生じるピークが対称的であり、平 静電セクターは、特定の機器に応じて磁気セクターの前または後にあり、プラズマによって引き起こされる運動エネルギーの広がりを減少させる。 この広がりはICP-MSにとって特に大きく、グロー放電よりも大きく、TIMSよりもはるかに大きい。 器械の幾何学は器械が静電気および磁気セクターの結合された焦点が二重焦点（か二重焦点）として知られているコレクターにあるように選ばれます。
関心のある質量が感度が低く、はるかに大きなピークのすぐ下にある場合、この大きなピークからの低質量尾部が関心のある質量に侵入する可能性が この尾部を減らすために位相差フィルタを使用することができる。 これはコレクタの近くにあり、加速電圧と同じですが反対の電圧を印加します; 器械のまわりで飛んでいる間エネルギーを失ったどのイオンでもフィルターによって休むために減速されます。
衝突反応セルとiCRCEdit
衝突/反応セルは、イオン/中性反応を介して干渉イオンを除去するために使用されます。 衝突/反応セルはいくつかの名前で知られています。 動的反応セルは、ＩＣＰ−ＭＳデバイス内の四重極の前に位置する。 チャンバーには四重極があり、反応（または衝突）ガス（アンモニア、メタン、酸素または水素）で充填することができ、一度に一つのガスタイプまたは導入されたサンプルと反応する二つの混合物で、干渉の一部を排除する。
Analytik Jena ICP-MSが使用する統合衝突反応セル（iCRC）は、スキマーコーンおよび/またはサンプラーコーンを流れるときに、衝突ガス（He）または反応ガス（H2）、または両者の混合物をプラズマに直接注入することによって干渉イオンを除去する放物線イオンミラー光学系の前に設置されたミニ衝突セルである。 ICRCは、従来使用されていたより大きな衝突セルと同様に、衝突運動エネルギー識別（KED）現象と干渉イオンとの化学反応を用いて干渉イオンを除去した。