耗材专区 | ICP分析总换炬管？这款D-Torch陶瓷炬管—更耐用、性能好、还省钱

前言

做ICP/ICP-MS的分析的小伙伴，是不是都遇到过这种崩溃时刻：刚换的石英炬管，测了几天高盐样品（如海水、盐水）就变得雾蒙蒙，内壁还掉渣；测油类有机样品时，甚至没撑完一批实验，外管就裂了——不仅耽误实验进度，换一个新炬管的费用也不便宜。

其实不是操作不当，而是石英炬管天生就有个软肋：怕高温、怕腐蚀，遇上“难缠”的样品就扛不住。但现在，这款D-Torch陶瓷炬管把这些问题全解决了，今天就跟大家好好聊聊它有多实用！

咱们平时用的炬管，材质大多是石英（主要成分是二氧化硅）。尽管石英硬度大、膨胀系数低，是做炬管的理想材料，但遇上以下两类样品就容易“翻车”：

第一类 高盐样品（比如海水）：

当炬管被加热到573℃以上，石英的共价键断裂，此时样品中的碱金属（如锂、钠）及钙与二氧化硅反应，生成硅酸盐，硅酸盐与石英成分不同出现玻璃析晶，即石英炬管变得不透明（见图1A），进而产生裂缝或断裂，缩短炬管的使用寿命。

第二类 有机样品（比如发动机油、有机溶剂）：

测有机样品时，为了让样品充分燃烧，ICP会用更高的RF功率，而且碳分子释放的红外线会被炬管吸收，使炬管温度升高。炬管底部通冷却气，顶部等离子体区温度超6000℃，温差一大炬管就容易开裂（见图1B），提前报废。如果是一体式的石英炬管，哪怕只是外管裂了，也得整个扔掉，耗材成本居高不下。

图1 出现玻璃晶析的炬管（1A）和开裂的炬管（1B）

Glass Expansion推出的D-Torch陶瓷炬管，可适用于各大品牌的ICP-OES和ICP-MS。D-Torch陶瓷炬管从材料到设计都做了升级，完美解决了石英炬管的痛点，核心优势有三个：更耐用、性能好、还省钱。

图2 D-Torch陶瓷炬管，可选配多种外管和中心管，完美适配您的应用需求

优势 1：耐用性拉满，寿命是石英炬管的5倍！

耐腐蚀：炬管的外管用了一种叫塞隆（sialon）的陶瓷材料，这是一种由氮化硅制成的陶瓷材料，这东西完全不怕碱金属（如锂、钠）及钙的“侵蚀”，也不怕氢氟酸这类强腐蚀性样品。

用10%氯化钠溶液（模拟高盐样品）连续测10小时，石英炬管的外管出现玻璃晶析，而D-Torch陶瓷炬管的外管还是完好无损。

导热好：塞隆的热导率高达28 W/（m·K）是石英的20倍（石英的热导率1.4 W/（m·K），能确保热量沿炬管轴向均匀传导，因此陶瓷外管的温度梯度更平缓，从而显著降低炬管开裂的风险。官方数据说，面对高盐、有机、氢氟酸这些“难缠”样品，D-Torch陶瓷炬管的寿命至少是石英矩管的5倍。

优势 2：性能不打折，检测限、稳定性都在线

很多人担心“耐用的同时，会不会影响实验数据？”——完全不会。D-Torch陶瓷炬管和石英炬管的结构完全一样，是可以通用的，只是把外管和中间管换成了陶瓷材质。实测数据证明：

检出限差不多：测铝、铜、镁这些常见元素，D-Torch陶瓷炬管的检出限和石英炬管基本持平，关键指标没差别；

表1 仪器设置采用默认参数、积分时间为10秒的情况下，比较石英炬管与D-Torch陶瓷炬管的检出限（该实验使用的是Thermo iCAP 6000系列的ICP-OES）

备注：空白溶液进行十次重复实验。将这些重复实验的标准偏差乘以三倍系数即可得出检出限。

稳定性更优：3%氯化钠中加了0.5 mg/L的目标元素，连续测试5.5小时，D-Torch陶瓷炬管的信号波动特别小，全程稳定（见图4）——对需要长时间批量分析的实验室来说，这意味着不用频繁校准，效率更高。

图4 稳定性测试曲线图，采用D-Torch陶瓷炬管连续测试5.5小时加了0.5 mg/L的目标元素的3%氯化钠溶液的样品

优势 3：能省不少钱，氩气+耗材双节约

除了寿命长，D-Torch陶瓷炬管还有两个“省钱设计”：

①氩气用量砍37.5%，一年省几万块

石英炬管因为熔点较低，需要大量氩气（最高20 L/min）做冷却保护；而陶瓷熔点较高（超过2100°C），氩气流量降到10 L/min也够用，一年能省好几万！

为检测D-Torch陶瓷炬管降低等离子体气（冷却气）的性能，分别在2%氢氟酸和2%硝酸的溶液中比较了，等离子体气流量为16L/min和10L/min时，仪器的检出限。表2列出的检出限结果显示，差异微乎其微。

表2 采用D-Torch陶瓷炬管，等离子体气流量为16L/min和10L/min两种流速下测得的检测限

②可拆卸设计，坏哪换哪

传统石英炬管是一体式的炬管的，坏了只能整个扔；陶瓷D-Torch陶瓷炬管是全可拆卸的炬管——外管、中间管、中心管都能单独换。比如外管坏了，只换外管就行，不用扔整个炬管，耗材成本又降了一截。而且中心管还能选材质：测普通水样用石英的，测氢氟酸用氧化铝或蓝宝石的。

对做ICP分析的小伙伴来说，D-Torch陶瓷炬管解决的是“既要又要还要”的需求：

• 既要「耐用」—— 耐高盐、耐腐蚀，不用频繁换炬管；

• 又要「好用」—— 检测限、稳定性不打折；

• 还要「省钱」—— 寿命长+省氩气+可拆卸，长期下来能省不少费用。