ICP原理

　　導讀：ICP是電感耦合高頻等離子光譜儀的簡稱，它利用氬等離子體產生的高溫使用試樣完全分解形成激發態的原子和離子, 發射出特征的譜線。下面由小編帶大家深入了解由60年代開始提出、70年代高速發展起來的一種分析方法。

ICP原理——簡介

　　ICP是用于原子發射光譜的主要光源。具有環形結構、惰性氣氛、電子密度高、溫度高等特點。

　　ICP還可以作為原子化器，如以空心陰極燈為光源，ICP為原子化器的原子熒光光譜儀。以ICP為中心，在周圍安裝多個檢測單元(每一元素配一個檢測單元),形成了多元素分析系統。ICP作為原子化器最大的優點在于原子化器具有很高的溫度，多種元素都可得到很好地原子化，散射問題也得到克服.由計算機控制，燈電源順序地向各檢測單元的空心陰極燈供電(2,000次/秒),所產生的熒光由相應的光電倍增管檢測，光電轉換后的電信號在放大后由計算機處理，并報出各元素的分析結果。

　　用ICP做激發光源具有檢出限低、線性范圍廣、電離和化學干擾少、準確度和精密度高等分析性能.

ICP原理——特點

　　ICP光源與經典光譜法相比有以下優點：

　　Ⅰ： ICP發射光譜法具有同時或順序多元素測定能力，特別是固體成像檢測器的開發和使用及全譜直讀光譜儀的商品化更增強了它的多元素同時分析的能力。

　　Ⅱ： 因為ICP光源具有良好的原子化、激發和電離能力，所以它具有很好的檢出限。對于多數元素，其檢出限一般為0.1～100ng/ml。

　　Ⅲ： ICP發射光譜法的分析校正曲線具有很寬的線性范圍，在一般場合為5個數量級，好時可達6個數量級。

　　Ⅳ：由于ICP發射光譜法在一般情況下無須進行基體匹配且分析校正曲線具有很寬的線性范圍，所以它操作簡便易于掌握，特別是對于液體樣品的分析。

　　Ⅴ： 因為ICP光源具有良好的穩定性，所以它具有很好的精密度，當分析物含量不是很低即明顯高于檢出限時，其RSD一般可在1%以下，好時可在0.5%以下。

　　Ⅵ：因為ICP發射光譜法受樣品基體的影響很小，所以參比樣品無須進行嚴格的基體匹配，同時在一般情況下亦可不用內標，也不必采用添加劑，因此它具有良好的準確度。這是ICP光譜法最主要的優點之一。

　　ICP發射光譜有以上優點以外也有一定的局限性，主要有以下：

　　Ⅰ： 因目前的儀器價格尚比較高，所以前期投入比較大。

　　Ⅱ：對于固體樣品一般需預先轉化為溶液，而這一過程往往使檢出限變壞。

　　Ⅲ：ICP 發射光譜法如果不與其他技術聯用，它測出的只是樣品中元素的總量，不能進行價態分析。

　　Ⅳ：因為工作時需要消耗大量氬氣，所以運轉費用高。

ICP原理——工作過程

　　通常情況下，原子處于基態，在激發光作用下，原子獲得足夠的能量，外層電子由基態躍遷到較高的能級狀態即激發態。處于激發態的原子是不穩定的，其壽命小于10-8s，外層電子就從高能級向較低能級或基態躍遷。多余能量以電磁輻射的形式發射出去，這樣就得到了發射光譜。原子發射光譜是線狀光譜。

　　譜線波長與能量的關系如下：

　　式中E2、E1分別為高能級與低能級的能量，

　　λ為波長，h為Planck常數，c為光速。

　　處于高能級的電子經過幾個中間能級躍遷回到原能級，可產生幾種不同波長的光，在光譜中形成幾條譜線。一種元素可以產生不同波長的譜線，它們組成該元素的原子光譜。不同元素的電子結構不同，其原子光譜也不同，具有明顯的特征

　　由于待測元素原子的能級結構不同，因此發射譜線的特征不同，據此可對樣品進行定性分析，而根據待測元素原子的濃度不同，因此發射強度不同，可實現元素的定量測定。

ICP原理——ICP形成原理

　　感應線圈由高頻電源耦合供電，產生垂直于線圈平面的磁場。如果通過高頻裝置使氬氣電離，則氬離子和電子在電磁場作用下又會與其它氬原子碰撞產生更多的離子和電子，形成渦流。強大的電流產生高溫，瞬間使氬氣形成溫度可達10000k的等離子焰炬。

　　焰火的三個溫度區域：

　　焰心區呈白色，不透明，是高頻電流形成的渦流區，等離子體主要通過這一區域與高頻感應線圈耦合而獲得能量。該區溫度高達10000K。

　　內焰區位于焰心區上方，一般在感應圈以上10-20mm左右，略帶淡藍色，呈半透明狀態。溫度約為6000-8000K，是分析物原子化、激發、電離與輻射的主要區域。

　　尾焰區在內焰區上方，無色透明，溫度較低，在6000K以下，只能激發低能級的譜線。

　　通過對ICP原理以及形成的介紹，相信大家對ICP這個詞不會陌生了，具體專業術語等則需要讀著自行翻閱相關資料。關于ICP的原理就介紹到這，希望對大家有幫助。