ICP光譜儀分析中的物理干擾及消除

等離子體光譜法（ICP-OES）近年在實驗室應(yīng)用越來越廣泛，對等離子體分析法的研究也越來越多，對等離子體光譜法的干擾也越來越多，本文簡單介紹一下ICP光譜儀分析中的物干擾。

 

溶液物理性質(zhì)不同導(dǎo)致的干擾效應(yīng)稱為物理干擾，又稱為物性干擾，主要是由分析樣品的溶液黏度、表面張力以及密度差異引起譜線強(qiáng)度的變化。主要表現(xiàn)為酸效應(yīng)和鹽效應(yīng)。

 

1、酸效應(yīng)

在ICP光譜儀技術(shù)中，主要使用氣動霧化器將樣品溶液霧化為氣溶膠，氣動霧化器的霧化進(jìn)樣量及氣溶膠顆粒的大小都與試樣溶液的物理特性有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液在制備過程中需要添加一定量的無機(jī)酸以防止分析物的水解和沉淀。由于各種無機(jī)酸的黏度、密度等物理性質(zhì)不相同，加入量不同時引起所謂“酸效應(yīng)”，即溶液酸度值和酸類型不同將影響譜線強(qiáng)度。酸效應(yīng)是以有酸時譜線強(qiáng)度與無酸時譜線強(qiáng)度之比表示的。酸效應(yīng)的機(jī)理主要在進(jìn)樣霧化過程產(chǎn)生。隨著酸度的增加，譜線強(qiáng)度明顯降低。無機(jī)酸使樣液粘度增大，降低提升率導(dǎo)致分析信號下降。大量研究表明，各種元素都隨酸濃度增加信號強(qiáng)度下降，元素間呈無規(guī)則的信號變化。硝酸與硫酸的濃度增高，使鎂、鈣、鋅、鐵、錳等原子線及離子線信號均明顯下降，硝酸濃度達(dá)2 mol/L時，相對信號強(qiáng)度降至0.7~0.8，硫酸有相同現(xiàn)象。而磷酸對鍶、鎂、錳、鐵、銅、鋅等的原子線及離子線的發(fā)射強(qiáng)度均有抑制作用，且隨酸濃度增高信號值下降增大。實驗表明酸基體對錳、銅分析信號的影響，指出5%～20%鹽酸抑制率為8%～10%；5%～10%硝酸抑制率為10%~13%；0.5%%～2%硫酸抑制率高達(dá)40%。

 

酸效應(yīng)主要歸因于溶液物理性質(zhì)的變化，即粘度的增加，導(dǎo)致霧化器提升量的下降和霧化效率的降低，蠕動泵的存在克服了粘度對提升量的影響。

 

(2)鹽效應(yīng)

溶液的黏度等物理性質(zhì)隨溶液含鹽量的增加而增大，從而影響溶液的進(jìn)樣量、霧化效率和氣溶膠傳輸率并最終影響譜線強(qiáng)度。有資料表明，隨著溶液中含鹽量的增加和物理性質(zhì)的改變，溶液的提升量即譜線強(qiáng)度逐漸降低，其影響十分明顯。用蠕動泵強(qiáng)制進(jìn)樣雖然能降低溶液提升量的波動幅度，但含鹽量對迸樣效率和譜線強(qiáng)度的影響不能消除。

 

(1)標(biāo)準(zhǔn)加入法

對于組成復(fù)雜的樣品共存元素濃度的變化往往引起背景水平的變化，共存組分的線光譜和帶光譜及各種形式的雜散光會使背景信號移動。標(biāo)準(zhǔn)加入法是一種不需要預(yù)先了解樣品基體的光譜而又能夠校正這些干擾和基體效應(yīng)的方法，傳統(tǒng)的外推值標(biāo)準(zhǔn)加入法的缺點在于ICP的背景等效濃度BEC較高且不穩(wěn)定。

 

(2)基體匹配法

所謂基體匹配法，就是使用來建立工作曲線的標(biāo)準(zhǔn)溶液與分析樣品溶液的主成分濃度和酸濃度匹配的方法。由于主成分相似，其對分析元素的非光譜干擾相似，用匹配的方法就可以扣除基體或主成分的非光譜干擾，在ICP-^ES分析中應(yīng)用比較普遍。

 

(3)酸效應(yīng)干擾的消除

克服酸基體效應(yīng)的研究主要集中在改變產(chǎn)生酸效應(yīng)因素方面，如改進(jìn)霧化器，優(yōu)化霧化室。增加去溶系統(tǒng)以及強(qiáng)化狀態(tài)的等離子體工作參數(shù)，如提高射頻(rf)功率等。

 

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