耗材專區 | ICP分析總換炬管？這款D-Torch陶瓷炬管—更耐用、性能好、還省錢

前言

做ICP/ICP-MS的分析的小伙伴，是不是都遇到過這種崩潰時刻：剛換的石英炬管，測了幾天高鹽樣品（如海水、鹽水）就變得霧蒙蒙，內壁還掉渣；測油類有機樣品時，甚至沒撐完一批實驗，外管就裂了——不僅耽誤實驗進度，換一個新炬管的費用也不便宜。

其實不是操作不當，而是石英炬管天生就有個軟肋：怕高溫、怕腐蝕，遇上“難纏"的樣品就扛不住。但現在，這款D-Torch陶瓷炬管把這些問題全解決了，今天就跟大家好好聊聊它有多實用！

咱們平時用的炬管，材質大多是石英（主要成分是二氧化硅）。盡管石英硬度大、膨脹系數低，是做炬管的理想材料，但遇上以下兩類樣品就容易“翻車"：

第一類 高鹽樣品（比如海水）：

當炬管被加熱到573℃以上，石英的共價鍵斷裂，此時樣品中的堿金屬（如鋰、鈉）及鈣與二氧化硅反應，生成硅酸鹽，硅酸鹽與石英成分不同出現玻璃析晶，即石英炬管變得不透明（見圖1A），進而產生裂縫或斷裂，縮短炬管的使用壽命。

第二類 有機樣品（比如發動機油、有機溶劑）：

測有機樣品時，為了讓樣品充分燃燒，ICP會用更高的RF功率，而且碳分子釋放的紅外線會被炬管吸收，使炬管溫度升高。炬管底部通冷卻氣，頂部等離子體區溫度超6000℃，溫差一大炬管就容易開裂（見圖1B），提前報廢。如果是一體式的石英炬管，哪怕只是外管裂了，也得整個扔掉，耗材成本居高不下。

圖1 出現玻璃晶析的炬管（1A）和開裂的炬管（1B）

Glass Expansion推出的D-Torch陶瓷炬管，可適用于各大品牌的ICP-OES和ICP-MS。D-Torch陶瓷炬管從材料到設計都做了升級，完美解決了石英炬管的痛點，核心優勢有三個：更耐用、性能好、還省錢。

圖2 D-Torch陶瓷炬管，可選配多種外管和中心管，完美適配您的應用需求

優勢 1：耐用性拉滿，壽命是石英炬管的5倍！

耐腐蝕：炬管的外管用了一種叫塞隆（sialon）的陶瓷材料，這是一種由氮化硅制成的陶瓷材料，這東西完全不怕堿金屬（如鋰、鈉）及鈣的“侵蝕"，也不怕氫氟酸這類強腐蝕性樣品。

用10%氯化鈉溶液（模擬高鹽樣品）連續測10小時，石英炬管的外管出現玻璃晶析，而D-Torch陶瓷炬管的外管還是完好無損。

導熱好：塞隆的熱導率高達28 W/（m·K）是石英的20倍（石英的熱導率1.4 W/（m·K），能確保熱量沿炬管軸向均勻傳導，因此陶瓷外管的溫度梯度更平緩，從而顯著降低炬管開裂的風險。官方數據說，面對高鹽、有機、氫氟酸這些“難纏"樣品，D-Torch陶瓷炬管的壽命至少是石英矩管的5倍。

優勢 2：性能不打折，檢測限、穩定性都在線

很多人擔心“耐用的同時，會不會影響實驗數據？"——完全不會。D-Torch陶瓷炬管和石英炬管的結構完全一樣，是可以通用的，只是把外管和中間管換成了陶瓷材質。實測數據證明：

檢出限差不多：測鋁、銅、鎂這些常見元素，D-Torch陶瓷炬管的檢出限和石英炬管基本持平，關鍵指標沒差別；

表1 儀器設置采用默認參數、積分時間為10秒的情況下，比較石英炬管與D-Torch陶瓷炬管的檢出限（該實驗使用的是Thermo iCAP 6000系列的ICP-OES）

備注：空白溶液進行十次重復實驗。將這些重復實驗的標準偏差乘以三倍系數即可得出檢出限。

穩定性更優：3%氯化鈉中加了0.5 mg/L的目標元素，連續測試5.5小時，D-Torch陶瓷炬管的信號波動特別小，全程穩定（見圖4）——對需要長時間批量分析的實驗室來說，這意味著不用頻繁校準，效率更高。

圖4 穩定性測試曲線圖，采用D-Torch陶瓷炬管連續測試5.5小時加了0.5 mg/L的目標元素的3%氯化鈉溶液的樣品

優勢 3：能省不少錢，氬氣+耗材雙節約

除了壽命長，D-Torch陶瓷炬管還有兩個“省錢設計"：

①氬氣用量砍37.5%，一年省幾萬塊

石英炬管因為熔點較低，需要大量氬氣（最高20 L/min）做冷卻保護；而陶瓷熔點較高（超過2100°C），氬氣流量降到10 L/min也夠用，一年能省好幾萬！

為檢測D-Torch陶瓷炬管降低等離子體氣（冷卻氣）的性能，分別在2%氫氟酸和2%硝酸的溶液中比較了，等離子體氣流量為16L/min和10L/min時，儀器的檢出限。表2列出的檢出限結果顯示，差異微乎其微。

表2 采用D-Torch陶瓷炬管，等離子體氣流量為16L/min和10L/min兩種流速下測得的檢測限

②可拆卸設計，壞哪換哪

傳統石英炬管是一體式的炬管的，壞了只能整個扔；陶瓷D-Torch陶瓷炬管是全可拆卸的炬管——外管、中間管、中心管都能單獨換。比如外管壞了，只換外管就行，不用扔整個炬管，耗材成本又降了一截。而且中心管還能選材質：測普通水樣用石英的，測氫氟酸用氧化鋁或藍寶石的。

對做ICP分析的小伙伴來說，D-Torch陶瓷炬管解決的是“既要又要還要"的需求：

• 既要「耐用」—— 耐高鹽、耐腐蝕，不用頻繁換炬管；

• 又要「好用」—— 檢測限、穩定性不打折；

• 還要「省錢」—— 壽命長+省氬氣+可拆卸，長期下來能省不少費用。