样品中较高浓度元素分析检测方案(ICP-AES)

Avio 220 Max ICP-OES 的衰减模式简化了高浓度元素的分析 Avio 220 Max ICP-OES 的衰减模式用于高浓度元素的分析 介绍 在 ICP-OES 分析中，测量高浓度元素的情况十分常见，例如测量矿物质、合金中的基体元素和电镀液中主量元素等。然而，由于 浓度太高，响应值应为会偏离线性，如图1所示，非线性相应将导致结果不准确。 为了克服这个问题，必须通过以下几种常用方法降低灵敏度：采用径向观测观测取代轴向观测，将较少的样品引入到等离子体中(通过样品稀释，改变等离子体或样品引入条件)、选择灵敏度较低的谱线(波长)。虽然这些方法均是有效的解决方案，但都不能称为理想方案。 图1.ICP-OES 高浓度非线性响应，未经衰减模式处理。 以径向模式测量分析物是降低灵敏度的常用方法，并且该方法可以有效降低基体效应。然而，对于分析物浓度非常高的样品，径向模式也可能导致非线性信号。 如果将较少的样品引入等离子体或者改变等离子体的条 件以降低信号强度，那么将无法在测量高浓度分析物的同 时测量低浓度分析物。为了同时获得对高、低浓度分析物 的准确结果，必须对样品进行两次测量。而两次备样会耗 费实验室双倍的时间和精力，并且很可能产生人为错误。 选择灵敏度较低的谱线(波长)也是应对高浓度分析物的常用方法。但如果选择了新的波长，在纳入检测方法之前必须对其进行方法验证(尤其在某些分析标准中会指定元素的灵敏线做分析波长)，这一过程相当耗时。而且找到能非常适合样品浓度且无干扰的替代波长也非常困难。 Avio 220 Max ICP-OES 的衰减模式：让分析高浓度元素变得非常简单 除了上述较常用的方法之外， Avio220 Max ICP-OES 还提供了一种独特的方法来应对高浓度元素带来的挑战：即衰减模式。衰减模式是 Avio 220 Max 的独特功能，可在光进入光谱仪之前将衰减屏移入光路，从而将信号减少90 %。Avio 220 Max 是一种独特的混合型同步仪器，只需简单选择测量方法，即可按波长衰减信号，如图2所示。这种功能实现了以相同的方法在同一样品中同时分析高、低浓度分析物，且无需额外的稀释步骤。 F'n Analyte Plasma(L/min) Aux(L/min) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Neb(L/min) 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 View Dist. 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 12.012.0 12.012.0 Plasma View Attn Radial Axial Axial Radial Radial Attn RadialAttn Radial Attn Radial All 8 8 8 8 8 8 8 8 8 1500 1 A 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2 A 1500 3 A 1500 4 A 5 A Attn Radi 6 A RadialAxial 7A Attn Radial 8 IS 图2.富含镁的矿物质消化物的分析方法示例。在衰减模式(可轻松从下拉菜单中选择)下对主要基体元素(Mg)进行测量， Cr 杂质以轴向观测进行分析，没有对其进行衰减。对于钾(K)，通过在同一分析中同时监测径向和衰减径向信号，扩展了其线性范围。请注意，每条径向观测谱线的最佳观测高度(单位：毫米)可自由选择。 在传统分析中，高浓度下检测器饱和可能会限制工作范围。 然而， Avio 220 Max ICP-OES 通过 Syngistix TM ICP 软件的自动集成功能，自动设置合适的读取时间，将高浓度下的检测器饱和降至最低。凭借衰减模式的卓越表现，可极大扩展工作范围。对铬(Cr)电镀液的分析充分展示了衰减模式的优势。对于电镀液而言，监测其中电镀元素的浓度，从而确定何时需要对其进行再生非常重要。由于 Cr 的含量非常高，为防止 Cr 267.716nm 信号饱和，需要至少将其稀释1000倍。首选的Cr 波长见表1。然而，在衰减模式下，溶液只需稀释100倍即可获得适合的浓度。较低的稀释度是首选解决方案，因为它有效降低稀释误差，并能有效阻止污染物的引入，从而能够在较低的浓度水平下测量杂质。 为了确定衰减模式的准确性，将Cr电镀液分别稀释100倍、1000倍和10000倍，并同时在常规和衰减模式下进行分析。不同稀释度下测得的Cr 浓度彼此一致，从而验证了衰减模式的准确性。 稀释度 Cr 267.716 无衰减 (mg/L) Cr 267.716 有衰减 (mg/L) Cr 衰减量乘以 稀释系数 (mg/L) 100 饱和 1，328 132，800 1，000 136 140 140，000 10，000 13.2 13.7 137，000 表1.测定 Cr电镀液中的 Cr含量 在非常高的浓度下对镁和钾进行测量是展示衰减模式优势的又一例证。下文将针对两条主要镁线检测衰减模式的性能。该数据是用忆作为内标获得的，并没有添加电离缓冲液等任何额外的添加剂。 表2显示了 Mg的推荐波长，如 Syngistix ICP软件波长表中所列。 Mg 285.213 nm 是推荐的首选Mg线，在测量中低浓度 Mg 时非常有用。在测量高浓度Mg时， Mg 279.077 nm则为首选。然而，使用衰减模式可轻松扩展任意一条线的线性范围。 波长(nm) 状态 首选 强度(W) Mg 285.213 1 17500 Mg 279.077 2 830 表2.按优先顺序列出的分析物(元素)、波长、状态(原子线1或离子线和灵敏度(数据取自 Syngistix 波长表) 图3显示了 Mg 285.213 nm 首选线的校准曲线，该曲线在衰减模式下以径向等离子体观测获得。尽管该线灵敏度较高(表2)，但仍可获得高达500 mg/L 的线性校准(r=0.999966)(图3)。 图3.在衰减径向模式下获得的 Mg 285.213 nm 的校准曲线。 当需要测量更高浓度的镁时，切换到灵敏度较低的波长(279.081nm)可获得高达 5000 mg/L 的线性校准(衰减模式下)，回归值为 0.999958，如图4所示。然而，如前所述，1校准曲线的回归可以通过调整支配曲线的高浓度标准品而人为增强。为了进一步检测整个10到5000mg/L 范围内的响应线性度，表3列出了校准回读值，可以看出所有标准品的回收率均在其标称值的10%以内，表明校准的准确性以及在整个范围内的响应线性度。 图 4. Mg 279.081 nm 的校准曲线，表明衰减模式下线性度可达 5000mg/L。 校准标准品 进入浓度(mg/L)| 计算浓度(mg/L)| 残留物(%) 空白 0 0 0 10 mg/L 10 9.69 -3.1 50 mg/L 50 48.1 -3.8 100mg/L 100 96.0 -4.0 300 mg/L 300 302 0.7 500 mg/L 500 503 0.1 750 mg/L 750 765 2.0 1000mg/L 1000 1031 3.1 1500 mg/L 1500 1547 3.1 3000 mg/L 3000 3191 6.4 5000 mg/L 5000 4863 -2.7 表 3. Mg 279.081 nm 在 10-5000 mg/L 范围内的校准标准品的计算浓度和残留物 衰减模式下，K 的主波长(766.490 nm)具有高达 3000 mg/L的线性校准，如图5所示。因此，可以直接测量富含钾和镁的溶液，无需将其稀释到数千 mg/L 的浓度水平。 图5.K766.490 nm 的校准曲线，表明衰减模式下线性度可达 3000 mg/L。 Avio 220 Max 混合直读 ICP-OES 配备独特的衰减模式，可以选择性地减少分析物的信号，实现对较高浓度分析物的测量，从而扩展了 ICP-OES的动态范围，并且不会影响其对低浓度分析物的测量能力。衰减模式为使用者提供了诸多优异的性能体验，如简化的方法、最小的样品稀释度以及无需使用次灵敏波长即可测量更高浓度的能力。 ( 1. "Sensitivit y ， Background， N oise， a nd C al ibration i n AtomicSpectroscopy ：E ffects on Accuracy and DetectionLimits". PerkinElmer white paper， 2 018. ) 珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司 地址：上海张江高科技园区张衡路1670号邮编：201203电话：021-60645888传真：021-60645999www.perkinelmer.com.cn 欲获悉全球办事处的完整清单，请登录 www.perkinelmer.com/ContactUs 版权所有◎2021珀金埃尔默公司。保留所有权力。 PerkinElmer是珀金埃尔默公司的注册商标。所有其他商标属于相应所有者的财产。 Avio 220 Max 混合直读 ICP-OES配备独特的衰减模式，可以选择性地减少分析物的信号，实现对较高浓度分析物的测量，从而扩展了ICP-OES的动态范围，并且不会影响其对低浓度分析物的测量能力。衰减模式为使用者提供了诸多优异的性能体验，如简化的方法、最小的样品稀释度以及无需使用次灵敏波长即可测量更高浓度的能力。