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ICP-OES

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,检测限达到十亿分之一(ppb)级别,线性动态范围覆盖4–6个数量级。

等离子体在石英炬管尖端产生,周围环绕工作在27或40 MHz的射频线圈。流经炬管的氩气由特斯拉火花产生的电子引发电离;射频场加速电子,电子与氩原子碰撞,产生6000–10000 K的持续无电极放电。样品通过雾化器(气动或超声波)以细气溶胶形式引入,经过雾化室去除大液滴,然后进入等离子体,在其中依次发生去溶剂化、原子化和电离。

等离子体中的原子和离子吸收热能并跃迁到激发电子态。当它们弛豫时,发射出每个元素特征波长的光子。发射光由光学系统(多色仪或中阶梯光栅)收集并导向检测器——传统上是光电倍增管阵列,或现代仪器中的电荷耦合器件(CCD)或电荷注入器件(CID)。每条发射线的强度通过校准建立的关系与相应元素的浓度成正比。

ICP-OES中的干扰分为三类。光谱干扰来自不同元素的发射线重叠;通过选择备用谱线、使用高分辨率光学系统或应用数学校正来最小化。基体干扰源于样品粘度、表面张力或溶解固体的变化影响雾化效率;内标标准化是主要的缓解策略。电离干扰发生在易电离元素(如Na、K)改变等离子体平衡时;通过使用稳健等离子体条件或基体匹配标准来控制。

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