پلاسمای جفت شده القایی یا Inductively Coupled Plasma مدل 5800 VDV یک ICP-OES یا اصطلاحا طیف بین نشر نوری ساخت کمپانی Agilent است که برای آزمایشگاه های شلوغ طراحی شده است و با بکار گیری تکنولوژی Vertical Dual View (VDV) امکان استفاده از دو حالت Radial(شعاعی) و Axial (محوری) را در یک دستگاه در اختیار کاربر قرار میدهد. این تکنولوژی باعث استفاده حداقلی در مصرف گاز آزگون و در وقت و مواد استاندارد بسیار صرفه جویی خواهد شد.
ویژگی های اختصاصی Agilent 5800 VDV ICP-OES Inductively coupled plasma عبارتند از:
- استفاده از تکنولوژی Vertical Dual View (VDV) یا بینش دوگانه در پلاسمای عمودی امکان استفاده پلاسمای محوری و شعاعی را در اختیار قرار میدهد که باعث نتایج دقیق خواهد شد.
- سیستم Integrated Advanced Valve System (AVS) یا سوپاپ یکپارچه پیشرفته باعث افزایش سرعت و کاهش میزان چشمگیر مصرف آرگون خواهد شد در حالی که همچنان دقت بالایی در آنالیز خواهید داشت.
- نرم افزار هوشمند IntelliQuant که داده ها را از کل محدوده طول موج می گیرد و به شما امکان می دهد در مورد نمونه های خود اطلاعات بیشتری کسب کنید، تداخل های طیفی را شناسایی کنید و توصیه هایی را برای اطمینان از دریافت پاسخ های مناسب در هر آنالیز ارائه میدهد.
- سیستم Early Maintenance Feedback (EMF) با بیش از 100 سنسور تمام اجزا و قطعات دستگاه را بررسی و عیب یابی میکند و بهترین پیشنهاد ها را به صورت هوشمند به کاربر، برای رفع عیب ارائه میدهد که خود باعث کاهش نیاز به متخصص فنی برای بازدید و کاهش هزینه نگهداری خواهد شد.
- سیستم Neb Alert، مرتبا بر عمرکرد نبولایزر نظارت می کند و هنگام نشت یا کثیفی نبولایزر برای جلوگیری از هزینه های اضافی هشدار میدهد.
- ابزارهای هوشمندی مانند تصحیح پسزمینه نصب شده (FBC)، تکنیک منحنی پردازش سریع خودکار (FACT)، تصحیح مزاحمت بین عناصر (IEC)، شستوشوی هوشمند، که حدس و گمان را از Develop روش حذف میکند و عیبیابی خودکار را انجام میدهد.
- نرم افزار ICP Expert Pro که به صورت استاندارد در مدل 5800 گنجانده شده است امکان خروجی نتایج را بصورت مستقیم به Microsoft Excel فراهم میسازد و امکان رقیق سازی خودکار را در صورت نیاز فراهم می سازد.
- طراحی مشعل عمودی، کاهش میزان آلودگی مشعل و سهولت در پاکسازی و بستن آن خواهد شد.
کلیاتی در خصوص ICP-OES
پلاسما جفت شده القایی (Inductively Coupled Plasma)، از جمله روشهای طیف سنجی نشری (Emission) است که اتمسازی در آن به کمک پلاسما تولید شده توسط یک گاز بیاثر که عمدتاً آرگون (Ar) است، صورت میپذیرد. از این روش برای آنالیز عنصری (Elemental Analysis) بیشتر عناصر به جز آرگون (گاز بیاثر) استفاده میشود. به مجموعهای از الکترونها و یونهای مثبت گازی (بیاثر) که دارای انرژی و دمایی بالا هستند، پلاسما گفته میشود، هرچند به دلیل بالا بودن غلظت این دو جز (کاتیون و الکترون) در کل بار کلی پلاسما تقریباً صفر است.
تجهیزات دستگاهی Inductively Coupled Plasma
پلاسما جفتشده القایی از یک مشعل با سه لوله متحدالمرکز از جنس کوارتز تشکیل شده است. درون هر لوله گاز آرگون (با سرعت جریانهای متفاوت) جهت خنک کردن و همچنین انتقال نمونه به درون پلاسما جریان دارد. نمایی از مشعل و سایر اجزا ICP در شکل 1 آورده شده است. در بالای یکی از لولههای مشعل (بلندترین لوله) یک سیمپیچ القایی (Induction Coil) وجود دارد که نیروی آن توسط یک ژنراتور امواج رادیویی (RF Frequency Generator) تأمین میشود.
جرقه تولید شده به کمک سیمپیچ تسلا (القایی) سبب یونیزه شدن گاز آرگون میشود. یونها و الکترونهای حاصل از یونیزاسیون با میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیمپیچ القایی برهمکنش میدهند و در نهایت سبب ایجاد جریان الکترون و یونها در مسیرهای مدور و مشخصی در سیستم میشوند. اتمهای یونیزه نشده آرگون در درون پلاسما در اثر برخورد با ذرات باردار، یونیزه شده و بدین ترتیب محیط پلاسما در طول آزمایش پایدار باقی میماند. دمای پلاسما بسیار بالا و در حد 10000K و دانسیته جریان الکترون در حد 1015cm−3 است.
نمونه به کمک گاز آرگون (که در لوله کوارتز مرکزی با فشار 1 l/min جریان دارد) به قسمت بالای لولهها که حاوی پلاسمای داغ است، هدایت میشود. نمونه میتواند به فرم بخار گرم متمرکز (Aerosel) یا پودر بسیار ریز وارد مشعل شود. پس از تبخیر، تحت تأثیر انرژی الکترون و یونهای محیط به اتمهای تشکیلدهنده خود تبدیل شده و در نهایت در محیط بسیار گرم پلاسما برانگیخته میشوند. پرتوهای نور ساطع شده از عناصر پس از عبور از یک تکفامساز (Monochromator) به آشکارساز تکثیرکننده فوتون (Photomultiplier) میرسند تا شدت آن اندازهگیری شود. بدین ترتیب امکان تشخیص و اندازهگیری غلظت عنصر مورد نظر را فراهم میآورد.
با رسم منحنی شدت خطوط طیفی حاصل از دستگاه بر حسب غلظت عنصر مورد نظر(منحنی کالیبراسیون)، میتوان غلظت عناصر را به راحتی تعیین کرد. این منحنی خطی بوده و به دلیل نشر زمینه کم (Low Background) دارای حد تشخیص بسیار پایینی است، به طوریکه برای بیشتر عناصر در محدوده یک تا صد میکروگرم در لیتر (ppb) است.
در مقایسه با روشهای نشری دیگر از جمله شعله (Flame)، در این روش اتمی شدن کاملتر و همچنین مشکل مزاحمتهای شیمیایی نیز به مراتب کمتر است. نکته جالب دیگر این است که به دلیل غلظت بالای الکترون آزاد در پلاسما، مزاحمت ناشی از یونیزاسیون اتمها در این روش بسیار ناچیز است (نشر از یون با نشر از اتم خنثی میتواند متفاوت باشد). از مزیتهای دیگر این روش این است که اتمی شدن عناصر در یک محیط خنثی شیمیایی انجام میگیرد؛ در نتیجه با ممانعت از اکسیداسیون آنالیت (گونه مورد تجزیه)، زمان ماندگاری (Lifetime) بالاتر و حساسیت اندازهگیری نیز بیشتر میشود. عدم توزیع یکسان دمایی در روشهایی مثل جرقه (Spark)، قوس (Arc) و شعله (Flame) سبب ایجاد مشکلاتی مثل خودجذبی (Self Absorption) و خودوارونگی (Self Reversal) میشود. در حالی که یکسان بودن دمای قسمتهای مختلف پلاسما سبب حل این مشکلات و افزایش دامنه خطی (Linear Range) این روش تا چند برابر می شود و در کل کارآیی تکنیک را بالا میبرد.