膜进样质谱仪

MIMS膜进样质谱仪

氮气(N₂)、氧气(O₂)、二氧化碳(CO₂)是湿地、河流、湖泊、海洋等水体中的重要溶解气体，是生态环境变化过程中的重要参数指标。例如，溶解氧是衡量海气扩照过程、水团混合、大洋环流以及海水中生物化学过程的重要指标；水体中CO₂对于硏究全球碳循环和全球气候变化具有重要作用；而水体中溶解倾N₂则对于硏究水体反硝化速率、农业氮肥利用率、水体富营养化等相关问题具有至关重要的作用。目前，测最水体海洋中溶解气体的传统方法是先采集水样，然后在实验室内或者船上进行检测，但由于很多参数会随时空的变化而发生改变，从而得不到实时原位的准确数据。水体及沉积物反硝化速率的测定方法主要有乙炔抑制法、N₂通量法、质量平衡法、化学计量法和同位素法，但这些方法大多存在人为扰动大、操作繁琐、误差大的不足，因而无法精确测定淹水环境下的反硝化速率。膜进样质谱仪(MIMS)则能够实时、原位、连续监测水体中的溶解气体(N₂、O₂、CO₂)，并且能够精确测定淹水环境下水体、沉积物的反硝化速率，已被国内外众多硏究机构广泛应用，并被美国自然科学基金委推荐用来测定湿地脱氮速率。同时，膜进样质谱仪还能够应用于稳定同位素(¹⁵N、¹⁸O、¹³C)的检测、光合呼吸、生物反应器等方面的研究。

主要特点：

可实时、原位检测

测量精度高、重复性好

所需样品量少，仅5ml

操作简便，样品分析快，仅90s

不需要顶空平衡，可实现水气分离

可将空气中高浓度背景气体分离开，避免了样品的污染

专用软件(QuickData)高效评估收集的信号和数据

主要应用

环境（水体、沉积物）反硝化速率的研究

原位测量水体（海洋\湖泊'河流\地表水\地下水）中O₂、CH₄、DMS、CO₂和Ar浓度

海洋总初级生产力的测定

贫瘠水域的呼吸作用研究

稳定同位素的测定

在反硝化中的应用，将原状沉积物和上覆水取回在室内进行培养，硏究反硝化过程中N₂的排放速率

利用已知CH₄浓度和测量出来的信号值进行拟合曲线，进而测量未知水体中CH₄浓度

MIMS用于水生生态系统代谢和氧气动力学研究

MIMS可与液相氧电极或叶绿素荧光仪联用测量光合和呼吸作用

MlMS工作原理

仪器特性

单一气体（N₂、O₂、CO₂）变异系数：0.1%

气体比率（N₂/Ar和O₂/Ar）变异系数：0.03%

样品需要量：＜10ml

样品分析时间：＜2min

透气性：＞90%

技术指标

1.总体指标：

单—气体(N₂、O₂、CO₂) 变异系数：0.1%

气体比率(N₂/Ar和O₂/Ar) 变异系数：0.03%

样品需要量：＜10ml

样品分析时间：＜2min

透气性：＞90%

2.质谱仪：

检测器类型：法拉第型探测器(Faraday) /电子倍增器(C-SEM)

MID中的测量通道数量：128

离子源：2个

最大工作压力：1x10^-4mbar（Faraday)、1x10^-5mbar(C-SEM)

可通过以太网网路化

检测极限：5x10^-12hPa (Faraday)、1x10^-14hPa (C-SEM)

对Ar的灵敏度：5x10^-4(A/mbar (Faraday)、200A/mbar (C-SEM)

质量范围：1 ~300u

测量速度：MID: 2ms~60s/amu;

扫描条形图/模拟扫描：20ms~60s/amu

3.蠕动泵：

转速：0.01 至48rpm；步进0.01 rpm

转动模式：顺时针、逆时针双种模式

提升距离：高达2000米

标准流速：0.3 μL/min~ 30 ml/min；最大压力0.5 MPa

键盘功能：Start/Stop，流速方向，加/减速，冲洗

4.真空抽提装置

气体进样速率：67升/秒

前级泵抽速@50Hz: 0.5m³/h

极限压力：＜1*107hpa/＜7.5*108Torr

5.恒温水浴控制器：

查看角度：180°

水浴槽容量：7L

工作温度范围：-20°C~200°C

温度稳定性：±0.01 °C

显示：3.75" LCD触摸板