ICP光譜儀分析中基體干擾的機(jī)理及消除方法

ICP光源由于ICP溫度高和電子數(shù)密度高的原因，基體效應(yīng)較小。但是，對于基體成分復(fù)雜的樣品，當(dāng)基體含量與待測元素濃度相差很大時，將會產(chǎn)生各種干擾效應(yīng)，使ICP光譜儀分析檢測限提高，選擇性變差。

所謂基體效應(yīng)主要指共存組分對分析元素信號的影響，只有當(dāng)基體與待測組分共存時才表現(xiàn)出來，不具有加和性�；�體效應(yīng)的存在會導(dǎo)致分析結(jié)果的準(zhǔn)確度變差�；�體效應(yīng)包括光譜和非光譜的基體效應(yīng)。光譜的基體效應(yīng)是指ICP放電中連續(xù)背景發(fā)射。它是隨等離子體操作條件，引入樣品溶液的成分、酸度、粘度和表面張力改變而發(fā)生變化的。辛仁軒觀察到光譜背景與進(jìn)樣量的比值隨進(jìn)樣量的降低而有一定程度的增加。由于連續(xù)背景發(fā)射可能使分析線強(qiáng)度測量值產(chǎn)生正的偏差，因此對連續(xù)背景發(fā)射進(jìn)行校正是必要的。非光譜的基體效應(yīng)也是與分析物、干擾物的性質(zhì)、操作參數(shù)、儀器類型及進(jìn)樣方式等多種因素有關(guān)。

 

由于有機(jī)溶劑廣泛用于稀土的分離，以及對ICP光譜信號有一定的增敏作用，ICP光譜儀分析中常常有有機(jī)溶劑基體。有機(jī)溶劑也會帶來基體效應(yīng)。有機(jī)溶劑導(dǎo)入ICP不僅會導(dǎo)致等離子體的激發(fā)特性，也會影響高頻發(fā)生器及矩管的壽命；有機(jī)溶劑對輸液管的要求也比水溶液高，既要求有高的抗溶劑腐蝕能力，又要求有足夠的柔軟性以便與蠕動泵相連。有機(jī)溶劑對激發(fā)溫度雖未產(chǎn)生明顯影響，但增大了待測物的傳質(zhì)效率，且有利于待測物電離，所以有一定增敏作用。

 

雖然有機(jī)溶劑對稀土元素ICP光譜有一定增敏效應(yīng)，但導(dǎo)入量太多會造成ICP放電不穩(wěn)甚至猝滅，以及試劑分子熱解產(chǎn)物產(chǎn)生大量發(fā)射線造成的光譜干擾等咖。樣品中的酸及有機(jī)物有時也采取去溶裝置在進(jìn)入ICP之前冷凝除去。

 

基體的抑制作用一方面是由于高濃度的基體存在增大了分析溶液的黏度和表面張力，降低了傳輸速率，從而降低分析信號．另一方面可能是阻擋效應(yīng)的結(jié)果，即大量基體的存在阻擋了分析物粒子與電子的碰撞激發(fā)，降低了激發(fā)幾率，這些干擾因素是同時進(jìn)行的。

 

一般認(rèn)為：

1、在等離子體放電過程中，基體元素的激發(fā)、離子化需要消耗一定能量，由于能量消耗引起了激發(fā)溫度下降，導(dǎo)致了待測元素檢測結(jié)果偏低；

 

2、激發(fā)溫度的下降，導(dǎo)致譜線強(qiáng)度的減弱，從而產(chǎn)生基體抑制效應(yīng)�；�體抑制效應(yīng)的原因可能是：大量基體進(jìn)入等離子體，將消耗能量有限的ICP總能量的一部分。使待測元素粒子獲得激發(fā)能的機(jī)會減少；激發(fā)態(tài)的待測元素質(zhì)點(diǎn)與激發(fā)態(tài)的基體質(zhì)點(diǎn)之間可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致前者激發(fā)幾率的降低，這種物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)移既與基體的濃度，又與基體的光譜性質(zhì)有關(guān)；

 

3、Ar亞穩(wěn)態(tài)原子在ICP光源中的激發(fā)占有重要地位，因此，總激發(fā)能(激發(fā)能+電離能)接近Ar亞穩(wěn)態(tài)原子的激發(fā)能的那些基體元素(如ca)可能成為待測元素質(zhì)點(diǎn)從Ar亞穩(wěn)態(tài)原子中取得能量的最大障礙。

 

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(diǎn)在于ICP的背景等效濃度BEC較高且不穩(wěn)定。

 

2、預(yù)分離及預(yù)富集

對基體進(jìn)行分離，對待測元素進(jìn)行預(yù)富集不僅可以提高分析靈敏度、改善檢出限，更重要的是有助于消除和減小基體對分析元素的光譜干擾和非光譜干擾。

 

3、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-AES分析中應(yīng)用比較普遍。

 

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