自20世纪60年代以来,电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)已经成为一种广泛应用于各个领域的重要分析工具。作为一种灵敏度高、多元素同时检测的仪器,ICP-AES光谱仪在地质、环境、冶金、化工、生物医学等领域发挥着举足轻重的作用。
ICP-AES光谱仪基于原子发射光谱分析原理。样品被雾化后,进入等离子体炬焰中,样品中的元素被激发至高能态,当其跃迁至低能态时,发射出具有特定波长的光。通过光谱仪对这些光进行分光,得到各元素的特征谱线。通过测量这些谱线的强度,可以对样品中的元素进行定性定量分析。
ICP-AES光谱仪主要由三部分组成:等离子体发生系统、光谱仪系统和检测系统。
等离子体发生系统:主要包括高频发生器、炬焰炬管和气路系统。高频发生器产生高频电磁场,使氩气电离,形成等离子体炬焰。炬焰炬管用于支撑炬焰,同时将样品引入等离子体。气路系统负责输送氩气和其他辅助气体。
光谱仪系统:主要包括分光器、狭缝、准直器和探测器。分光器用于将复合光分离成单色光,狭缝用于选择特定波长的光,准直器用于将光束整形,探测器用于检测选定波长的光强。
检测系统:主要包括信号放大器和数据处理系统。信号放大器将探测器输出的微弱信号放大,数据处理系统负责对放大后的信号进行处理,得出元素的含量。
ICP-AES光谱仪在矿石、岩石、土壤等样品的元素分析中具有广泛应用。通过对这些样品的分析,可以研究地质成矿过程、地球化学环境以及地球内部结构。可用于水质、大气、土壤等环境样品的重金属和其他有害元素的检测。这对于环境质量评价、污染源追踪以及环境保护措施的制定具有重要意义。在钢铁、有色金属、稀有金属等材料的元素分析中具有广泛应用。通过对这些材料的成分分析,可以控制生产过程、提高产品质量以及降低生产成本。可用于生物样品(如血浆、尿液、组织)中的微量元素分析。这对于疾病诊断、治疗方案制定以及药物研发具有重要意义。