Spektrometri Massa Plasma Berpasangan Induktif (ICP-MS) adalah teknik paling sensitif untuk analisis multi-unsur runut dan ultra-runut. Teknik ini menggabungkan atomisasi dan ionisasi efisien dari plasma argon dengan daya pisah massa dari spektrometer massa, mencapai batas deteksi dalam rentang parts-per-trillion (ppt) hingga parts-per-quadrillion (ppq) — 100–1000× lebih rendah daripada ICP-OES untuk sebagian besar unsur. Teknik ini juga memungkinkan pengukuran rasio isotop, suatu kemampuan yang unik di antara metode analisis unsur rutin.
Sistem introduksi sampel (nebulizer, ruang semprot, pompa peristaltik) mirip dengan ICP-OES, mengubah sampel cair menjadi aerosol halus. Aerosol memasuki obor plasma di mana suhu ~7000 K mendesolvasi, mengatomisasi, dan mengionisasi unsur penyusun. Ion diekstraksi dari plasma ke dalam spektrometer massa melalui kerucut sampling dan kerucut skimmer — dua kerucut nikel atau platinum berpendingin air dengan lubang kecil yang menjembatani celah tekanan antara atmosfer (plasma) dan vakum tinggi (penganalisis massa, ~10⁻⁶ torr). Berkas ion difokuskan oleh lensa elektrostatik (optik ion) ke dalam penganalisis massa.
Beberapa konfigurasi penganalisis massa digunakan. Quadrupol adalah yang paling umum dan hemat biaya, menggunakan medan listrik berosilasi untuk menyaring ion berdasarkan rasio massa terhadap muatan (m/z). Instrumen sektor-medan menggunakan sektor magnetik (dan opsional sektor elektrostatik) untuk resolusi yang lebih tinggi, mengatasi gangguan spektral dengan mengorbankan biaya dan kompleksitas. Penganalisis waktu terbang (TOF) mengekstrak semua nilai m/z secara simultan dari setiap pulsa ion, menawarkan pengukuran multi-isotop kuasi-simultan yang cepat, ideal untuk sinyal transien (mis., ablasi laser atau ICP-MS partikel tunggal).
Gangguan dalam ICP-MS lebih kompleks daripada ICP-OES. Gangguan poliatomik timbul dari kombinasi Ar, O, H, N, dan matriks sampel — mis., ⁴⁰Ar¹⁶O⁺ mengganggu ⁵⁶Fe⁺. Gangguan isobarik terjadi ketika dua isotop dari unsur yang berbeda memiliki massa nominal yang sama (mis., ⁸⁷Rb⁺ dan ⁸⁷Sr⁺). Sel tumbukan/reaksi (CRC), ditempatkan sebelum penganalisis massa, mengurangi gangguan poliatomik dengan memperkenalkan gas (He untuk diskriminasi energi kinetik; H₂, NH₃, atau O₂ untuk reaksi kimia) yang secara selektif menghilangkan atau menggeser spesies pengganggu.
Aplikasi ICP-MS mencakup kimia klinis (unsur runut dalam darah, serum, dan urin untuk penilaian nutrisi dan toksikologi), pemantauan lingkungan (logam yang diatur dalam air minum pada tingkat sub-ppb), forensik nuklir (sidik jari isotop uranium dan plutonium), geokronologi (penanggalan U-Pb melalui ablasi laser ICP-MS), dan keamanan pangan (logam berat dalam produk pertanian). Sensitivitas yang luar biasa, kecepatan multi-unsur, dan kemampuan isotop dari teknik ini menjadikannya landasan analisis runut modern.
