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2017无机及同位素质谱大会新晋产品扫描电镜和飞行时间

2018-11-23 15:45:45

质谱主要发展方向—小型化和质谱成像技术

人类很早以前就对物质产生兴趣,我们很想知道物质的结构、成分、特点是怎样的,只要仔细观察一下周围的世界,我们就会发现自然界存在着复杂繁多的物质,而物质都在发生着变化,那物质是否是由少数元素构成的?构成物质的微粒是什么?这些构成物质的微粒是如何组成物质的?物质的结构与物质的性质之间存在什么样的关系?物质发生变化的本质是什么?

我们一直在不断努力,发明创造能够检测、观察和分析物质结构的方法和技术。质谱分析技术是一种很重要的分析技术,它可以对样品中的有机和无机化合物进行定性定量分析,同时它也是能直接获得分子量及分子式的谱学方法。其中,无机、同位素质谱技术的发展历史为悠久,广泛应用于元素含量及其形态、同位素分析,质谱成像分析等领域。

而随着科学技术的发展和研究领域的不断拓展,目前的质谱分析技术日趋成熟,在高通量、高灵敏度、高分辨率、低检出限等性能上均已达到很高的水平。比如表面分析技术飞行时间-二次离子质谱(TOF-SIMS),已拥有非常好的灵敏度和极高的分辨率,可以提供表面、薄膜、界面以至于三维样品的元素、分子等结构信息而被广泛应用。

2017年8月19日在成都召开的2017年中国质谱学会无机及同位素质谱学术会议上,核工业北京地质院郭冬发研究员分享了题为《铀矿物质谱成像分析》的大会报告,向与会的的质谱专家们介绍了质谱成像技术的重要性和铀矿物分析的应用进展。郭冬发研究员谈到,随着质谱分析技术的发展和成熟,未来质谱的发展方向主要是小型化和质谱成像技术。利用现代质谱成像技术,可以实现单点成像(1D)、二维成像(2D)和 三维成像(3D),并用于铀矿勘查和铀基材料的加工研究。

2017无机及同位素质谱学术会议

核工业北京地质研究院郭冬发研究员分享报告

质谱会议首亮相,联用技术的一场革命

随着质谱成像技术的快速发展,现在的质谱成像技术已经不局限于一种或者几种分子,可以同时反应多种分子在空间上的分布信息。但从综合分析的角度,目前的质谱成像技术,无论是哪一种分析手段都无法在分析速度、灵敏率、分辨率、空间三维信息、消除背景干扰上得以兼顾。常规的SIMS分析手段对于样品表面成分分析可以达到非常高的灵敏度,但在样品的整个面和空间深度分析方向,虽然辅以现在的质谱成像技术,已经能够获得一些信息,但在成像速度和三维结构分析上仍然捉襟见肘。

而对样品的大面积分析和空间三维信息的获取,正是FIB-SEM(聚焦离子束-扫描电镜)技术的优势所在。借助FIB-SEM极高的分析速度和更优异的空间成像能力,SIMS也能在三维分析上具有更好更快速的分析性能,这也是FIB—SEM—TOF-SIMS联用技术带来的应用价值,使质谱成像技术从单点一维、二维成像走向真正意义上的三维成像分析,快速全面的获取样品的分子和结构信息。

核工业北京地质研究院是TESCAN FIB—SEM—TOF-SIMS联用系统的重要用户,在铀矿物质谱成像分析等方面做了大量实验和研究,在此次无机和同位素质谱会议上,核工业北京地质院郭冬发研究员也提到,目前质谱成像(MSI)仪器主要有LA-ICP-MS、FIB-SEM,LG–SIMS,其中LG–SIMS MSI更适用于点成像,LA-ICP-MS MSI更适用于元素成像,FIB-SEM-TOF-SIMS MSI更适用于界面成像。利于这项联用技术,更加有利于实现三维快速成像,获得样品的综合全面信息。

TESCAN在此次质谱学术会议上,也携带其FIB—SEM—TOF-SIMS技术产品首次亮相质谱学术界,向参会的专家学者们介绍了这款FIB-SEM和TOF-SIMS新型联用技术碰撞出的新产品以及在质谱和材料分析领域所带来的应用拓展,解读了TESCAN公司在综合分析和联用拓展上的创新理念,而在TESCAN展台,不少专家在了解了这项技术后表示出了浓厚的兴趣。

2017无机及同位素质谱会议TESCAN展台

三维质谱成像,FIB—SEM—TOF-SIMS技术得天独厚

TESCAN是个将TOF-SIMS和自己的SEM/FIB成功集成在一起,拥有这项技术的公司,这项技术是用聚焦离子束 (FIB)将试样剥离,产生带电离子或者中性粒子,采集带电离子作为TOF-SIMS的分析信号,实现对于轻元素、同位素、三维数据重构或者对薄膜深度方向的剖析和化学高分子试样的官能团等化学结构的解析。更加有利于实现三维快速成像,获得样品的综合全面信息。

集成在FIB-SEM上的TOF-SIMS

FIB—SEM—TOF-SIMS技术独特的优势

同位素快速检测

三维重构

更好的空间分辨率

水平方向分析示例:

垂直方面分析示例:

正离子和负离子模式

而正是因为TESCAN“All In One” 的创新产品设计理念,使得TESCAN的任何系统在接入EDS、WDS、RAMAN、TOF-SIMS等更多分析附件和设备时表现出更好的兼容性和更优异的性能,对于样品的进一步组合分析提供了很大的便利。

尤其是随着分析技术的发展,对分析的要求也越来越高,FIB与TOF-SIMS的联用开始受到越来越多的关注。TESCAN将TOF-SIMS和自己的SEM/FIB成功集成在一起,创新成为一体化系统,为更深入、更全面的分析应用提供解决方案,其双束聚焦离子束与飞行时间二次离子质谱联用系统(TOF-SIMS)将越来越多地在分析行业发挥巨大价值。

TESCAN FIB—SEM—TOF-SIMS一体化系统(核工业北京地质研究院分析测试研究所)

关于TESCAN

TESCAN发源于全球的电镜制造基地-捷克Brno,是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司,有超过60年的电子显微镜研发和制造历史,是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者,也是行业领域的技术。

关注微信公众号“TESCAN显微平台”,更多精彩资讯。


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