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.