3/1:20257

2.2.57. АТОМНО-ЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОМЕТРИЯ С ИНДУКТИВНО

СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ

ОБЩИЙ ПРИНЦИП

Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой представляет собой

метод атомно-эмиссионной спектрометрии, в котором в качестве источника возбуждения

эмиссионной спектрометрии и ионизирует (детектирование методом масс-спектрометрией

атомы испытуемого образца. Пределы обнаружения обычно находятся в диапазоне от менее

нанограммов (масс-спектрометрия- индуктивно-связанная плазма) до менее микрограммов

(атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой) на литр.

Плазма формируется при прохождение тангенциального потока газа- носителя через

"горелку", то есть систему, состоящую из трех концентрических кварцевых трубок.

Металлическая катушка (индуктор) окружает верхний конец горелки и подключена к

радиочастотному генератору. На катушку подается мощность (обычно 700-1500 Вт) и

образуется переменное магнитное поле с частотой, соответствующей частоте генератора (в

размеров и мощности. Радиочастотные колебания мощности, подающаяся на катушку,

вызывают образование в верхней части горелки радиочастотных электрического и

магнитного полей. Когда искра (продуцируемая либо трубкой Тесла, либо иным

приспособлением) воздействует на газ-носитель, протекающий через горелку, из газа-

носителя выбиваются некоторые электроны. Эти электроны подхватываются магнитным

полем и ускоряются. Придание энергии электронам с помощью катушки называется

индуктивным связыванием. Эти высокоэнергетические электроны сталкиваются с другими

атомами газа-носителя, выбивая все больше электронов. Ионизация газа-носителя при

столкновениях, происходящая в режиме цепной реакции, приводит к превращению газа в

физическую плазму, состоящую из атомов газа-носителя электронов и ионов газа-носителя.

ПРИБОР

Главными составляющими частями прибора являются:

– система ввода образца, состоящая из перистальтического насоса, подающего

раствор с постоянной скоростью потока в распылитель;

– радиочастотный генератор;

– плазмотрон (плазменная горелка);

– передающая оптика, фокусирующая изображение плазмы на входной щели спектрометра;

радиальная проекция больше подходит для сложных матриц (щелочи, органические

– детектор, превращающий энергию излучения в электрическую энергию;

– блок сбора данных.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Интерференцией называется явление, вызывающее несоответствие аналитического сигнала

элемента в образце сигналу элемента в калибровочном растворе такой же концентрации.

Хорошо известная химическая интерференция, которая встречается в пламенной атомно-

абсорбционной спектрометрии, обычно слабо проявляется в атомно-эмиссионной

и поверхностном натяжении раствора образца и калибровочного раствора) может быть

уменьшена путем разведения, подбора матрицы использования внутренних стандартов или

использованием метода стандартных добавок.

Другим типом интерференции, иногда встречающимся в атомно-эмиссионной

спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, является так называемый «эффект легко

ионизируемых элементов». Легко ионизируемыми элементами называются элементы,

которые ионизируются значительно легче, например, щелочные и щелочноземельные

металлы. В образцах, содержащих высокие концентрации таких элементов (более 0.1%),

может происходить подавление либо увеличение сигналов эмиссии.

которые находятся в высокой концентрации в образце. Интерференция делится на четыре

различные категории: простой сдвиг базовой линии, наклонный базовой линии, прямое

спектральное наложение; сложный сдвиг базовой линии.

Абсорбционная интерференция. Данный вид интерференции возникает тогда, когда часть

эмиссии аналита поглощается до достижения детектора. В частности этот эффект

обнаруживается, когда концентрация элемента с сильной эмиссией настолька высока, что

атомы или ионы этого элемента с более низкой энергией абсорбирует значительное

количество излучения, испускаемого соответствующими возбужденными атомами или

ионами. Этот эффект, называемый самопоглощением, определяет верхнюю границу

линейного участка рабочего диапазона для данной длины волны эмиссии.

Многокомпонентный спектральный подбор. Во избежание проблем со спектральной

квадратов, основанную на анализе чистого элемента, матрицы и контрольного раствора,

создавая математическую модель с учетом интерференции. Это позволяет определять

эмиссию аналита элемента в сложной матрице с низкими пределами детектирования и

более высокой точностью.

МЕТОДИКА

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ВВОД ОБРАЗЦА

Основной целью приготовления образца является обеспечение попадания концентрация

наблюдаемому в спектрах индуктивно-связанной плазмы. Более предпочтительным

является использование азотной и хлороводородной кислот. Фтороводородную кислоту

можно использовать при наличии устойчивых к ней (например, перфторалкоксиполимера)

систем ввода образцов и горелок. При выборе метода ввода образца учитывают требования

по чувствительности, стабильности, скорости, размеру образца, устойчивости к коррозии и

устойчивости к закупорке. В большинстве случаев подходит использование распылителя с

поперечным потоком вместе с распылительной камерой и горелкой. Перистальтические

насосы, использующиеся в для атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-

связанной плазмой, обычно подают растворы сравнения и испытуемые растворы со

скоростью 1 мл/мин или менее.

Необходимо соблюдать стандартные условия эксплуатации, предписанные

производителем. Анализ водных растворов и органических растворителей обычно

происходит при различных условиях. Надлежащим образом должны быть выбраны

следующие аналитические параметры:

– длины волн;

– скорости потоков газа-носителя (внешняя, промежуточная и внутренняя трубки горелки);

– мощность радиочастотного излучения;

– положение для наблюдения (радиальное или аксиальное (осевое));

– скорость насоса;

КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ПРИБОРА

Пригодность системы

Для подтверждения надлежащей работы атомно-эмиссионной спектрометрии с

индуктивно-связанной плазмой прибора с использованием многоэлементного контрольного

раствора могут быть проведены следующие испытания:

– передача энергии (генератор, горелка, плазма); может быть использовано соотношение

Cu (324.754 нм) или Ba (455.403 нм);

– аналитические характеристики путем расчета пределов обнаружения

выбранных элементов в диапазоне длин волн.

ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДА

Через определенные временные интервалы верифицируют удовлетвори-тельное

исполнение метода, описанного в частной монографии.

пяти повторных определений.

Используя все полученные данные, рассчитывают калибровочную кривую методом

регрессии наименьших квадратов. Строят кривую регрессии, отмечая средние значения,

измеренные значения и доверительный интервал калибровочной кривой. Методика

является пригодной при условии соблюдения следующих требований:

– коэффициент корреляции составляет не менее 0.99;

– на калибровочном графике погрешности каждого калибровочного уровня

должны быть распределены случайным образом.

Рассчитывают среднее значение и относительное стандартное отклонение для наименьшего

для нахождения наиболее подходящей для использования весовой функции. Если способы

сравнения с калибровочной кривой выявляют отклонение от линейности, используют

двумерную линейную регрессию.

ПРАВИЛЬНОСТЬ

Предпочтительно верифицировать правильность с использованием сертифицированных

стандартных образцов. Если это невозможно, проверяют открываемость.

Открываемость. Для методик количественного определения открываемость должна быть

СХОДИМОСТЬ

Сходимость должна быть не более 3 % для количественного определения и не более 5 %

для испытания на содержание примесей.

ПРЕДЕЛ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Удостоверяются, что предел количественного определения (например, определенный с

использованием приближения 10σ) ниже измеряемого значения.