Skip to content

Article image
ICP-OES

May 17, 2026

电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES),也称为 ICP-AES(原子发射光谱法),是一种多元素分析技术,使用高温氩等离子体激发原子和离子,然后测量它们发出的特征光的强度。该技术能够同时测定 70 多种元素,检测限在十亿分之一 (ppb) 范围内,线性动态跨度覆盖 4-6 个数量级。

等离子体是在石英炬的尖端产生的,石英炬的周围是工作频率为 27 或 40 MHz 的射频 (RF) 线圈。流经火炬的氩气中注入了来自特斯拉火花的电子;射频场加速电子,电子与氩原子碰撞,在 6000–10000 K 下产生持续的无电极放电。样品通过雾化器(气动或超声波)以细小的气溶胶形式引入,穿过喷雾室以去除大液滴,并进入等离子体,在等离子体中依次发生去溶剂化、雾化和电离。

等离子体中的原子和离子吸收热能并被提升到激发电子态。当它们松弛时,它们会发射每种元素特有波长的光子。发出的光由光学器件(多色仪或阶梯光栅)收集并引导至检测器 - 传统上是光电倍增管阵列,或者在现代仪器中是电荷耦合器件 (CCD) 或电荷注入器件 (CID)。通过校准建立的关系,每条发射线的强度与相应元素的浓度成正比。

ICP-OES 中的干扰分为三类。 光谱干扰由不同元素的重叠发射线引起;通过选择替代线、使用高分辨率光学器件或应用数学校正可以最大限度地减少它们。 基质干扰 由影响雾化效率的样品粘度、表面张力或溶解固体的变化引起;内部标准化是主要的缓解策略。 当容易电离的元素(例如 Na、K)改变等离子体平衡时,就会发生电离干扰;这些是通过使用强大的等离子体条件或基质匹配标准来控制的。

ICP-OES 广泛应用于环境分析(水、土壤和空气颗粒中的微量金属)、地球化学勘探(岩石和矿物中的主量元素和微量元素)、工业质量控制(合金、电镀液和石油产品中的金属)和药物分析(根据 ICH Q3D 指南的元素杂质)。其多元素功能、宽动态范围和相对较低的运行成本的结合使其成为分析实验室中最受欢迎的工具之一。