Deliver robust, uncomplicated trace elemental analysis with the Thermo Scientific™ iCAP™ PRO ICP-OES and Thermo Scientific™

iCAP™ PRO X ICP-OES systems. These systems offer easy-to-use software with pre-optimized method conditions, providing multi-element detection technology far superior to that of single-element AAS.

Dimensions (W x D x H) : 625 mm x 740 mm x 887 mm

پلاسما جفت ‎شده القایی (Inductively Coupled Plasma)، از جمله روش‎های طیف‎سنجی 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
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.