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碰撞/反應(yīng)池技術(shù)是解決ICP-MS 多原子離子干擾的一個重要突破。碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的原理和應(yīng)用源于有機(jī)質(zhì)譜分析中混合物的結(jié)構(gòu)分析以及離子 - 分子反應(yīng)的基礎(chǔ)研究。多極桿碰撞/反應(yīng)池是介于離子透鏡系統(tǒng)和質(zhì)量分析器之間，腔體內(nèi)可充入各種碰撞/反應(yīng)氣體, 與聚焦后的離子進(jìn)行碰撞和/或反應(yīng)。

碰撞反應(yīng)池消除干擾的方法原理：可分為3種：碰撞解離型 、動能歧視型 和化學(xué)反應(yīng)型。目前碰撞反應(yīng)技術(shù)已經(jīng)作為 ICP-MS 去除多原子離子干擾的主要手段。

    1、碰撞解離型工作方式的有效性取決于干擾分子離子與目標(biāo)待測離子的能量差別，作用機(jī)理是多原子離子在和氣體碰撞后分解為中性粒子和離子而去除其干擾。對于不同類型的干擾沒有特定選擇性。

碰撞解離模式-惰性氣體,He與多元干擾離子碰撞使得多元干擾離子斷裂，如ArNa++He=Ar+Na++He.這也是一種反應(yīng)過程，因?yàn)橛行碌奈镔|(zhì)產(chǎn)生。所以 受特定的反應(yīng)路線限制，那就是惰性氣體原子(He, or Ar or Xe)的碰撞能量高于多元干擾離子德解離能量的情況下，碰撞解離消除干擾才會發(fā)生。因此碰撞解離模式能消除的干擾種類是有限的。

    2、動能歧視型的原理是：多原子離子的碰撞截面比待測離子大，在和氣體碰撞過程中會損失更多的動能，通過在碰撞反應(yīng)池后設(shè)置合適的能量壁壘可使干擾離子不能進(jìn)入質(zhì)量分析器而去除其干擾。

碰撞+動能歧視-多元干擾離子和待測離子以一定的初始離子動能(最好能量相同的，非常重要)進(jìn)入池中。惰性氣體原子與大部分多元千擾離子發(fā)生碰撞，碰撞的能量不足以導(dǎo)致干擾離子解離。同時惰性氣體原子也與待測離子碰撞。經(jīng)過多次碰撞后，多元干擾離子和待測離子的離子能量發(fā)生了變化。多元干擾離子有2個以上的原子結(jié)合而成，相對于待測離子(As)有更大的體積，更大碰撞截面。因此多元干擾離子受碰撞頻率更高，碰撞次數(shù)多，多元干擾離子的離子動能損失大，超過待測離子的離子動能的損失。即經(jīng)過碰撞后Ep(多元干擾離子)< Ea(待測離子).在池的出口處設(shè)置以能量障礙，使低能量的多元干擾離子無法通過，而能量較高的待測離子可以通過，即可達(dá)到消除干擾的目的。

    3、化學(xué)反應(yīng)型是通過離子-分子反應(yīng)將離子束中的多原子或同質(zhì)干擾粒子消除的過程，封閉的池體內(nèi)引入一種碰撞或反應(yīng)性氣體，粒子束中的分析離子和多原子干擾離子經(jīng)過化學(xué)分辨后，由只加射頻的多極桿傳輸元件將離子束有效地傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器進(jìn)行測定。具有高度選擇性，適用于對于碰撞解離型 或 動能歧視型方式消除干擾效果不足的特定元素。其中離子-分子反應(yīng)有電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、原子轉(zhuǎn)移、締合反應(yīng)和縮合反應(yīng)等類型。當(dāng)反應(yīng)條件適合時，具有極強(qiáng)的消除干擾能力。缺點(diǎn)是針對不同的干擾需要選擇不同的反應(yīng)氣體和反應(yīng)條件，而且化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生一系列副反應(yīng)產(chǎn)物和未知的新干擾。

碰撞反應(yīng)池的區(qū)分：

    碰撞反應(yīng)池常用碰撞池或者反應(yīng)池來命名。池體內(nèi)通過物理碰撞來消除多原子離子干擾的裝置稱之為碰撞池，通過化學(xué)反應(yīng)去除或者轉(zhuǎn)化多原子離子干擾的裝置稱之為反應(yīng)池。碰撞池一般池體增壓較小，而離子動能稍大。通常用的氣體為弱反應(yīng)性氣體H2或者混合氣體H2/He 或 NH3/He（以 He 為主體）。反應(yīng)池內(nèi)池增壓較高，離子動能則較弱。通常使用強(qiáng)反應(yīng)氣體NH3、CH4和弱反應(yīng)氣體H2。碰撞氣有 He、Xe。大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用證明， NH3是一種非常有效的消除氬基多原子離子干擾的反應(yīng)氣 。

    按去除副產(chǎn)物手段區(qū)分，對碰撞反應(yīng)池的另一種論述為質(zhì)量歧視效應(yīng)和動能歧視效應(yīng)。四極桿碰撞反應(yīng)池一般使用質(zhì)量歧視來消除干擾，而六極桿和八極桿碰撞反應(yīng)池的多原子離子干擾主要依靠動能歧視去除。