ICP-AES ,AAS, ICP-MS 已经成为现代分析的主要手段,
如果三者选其一究竟选那种是
明智之举,
这里简要论述这三种技术,并指出如何根据你的分析任务来判断其适用性的主
要标准。 对于拥有 ICP-AES 技术背景的人来讲, ICP-MS 是一个以质谱仪作为检测器的等离
子体( ICP) ,而质谱学家则认为
ICP-MS 是一个以 ICP 为源的质谱仪。事实上,
ICP-MS 和
ICP-MS 的进样部分及等离子体是及其相似的。
ICP-AES 测量的是光学光谱 (165-800nm),
ICP-MS 测量的是离子质谱, 提供在 3-250amu 范围内每一个原子质量单位
(amu)的信息,
因此, ICP-MS 除了元素含量测定外,还可测量同位数。
检出限
仪器 检出限 备注
ICP -AES 1- 10PPb 几乎不受其它因素影响
ICP —MS PPt ICP - MS 的 PPt 检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯
溶液而言, 若涉及固体中浓度检出限, 由于 ICP- MS 的耐盐量差,它的检出限会变差 50 倍,( Ca、Fe、K 、Se)有严重干扰也将恶化其检出限
AAS PPb 只有配备石墨炉情况下,如考虑到只能用原子线,它的实
际检出限不如 ICP- AES
干扰
仪器 干扰 解决办法
ICP -AES 1.光谱干扰2.基体效应
3.电离干扰
ICP —MS 1.质谱干扰 2.基体酸干扰
3. 双电荷离子干扰
4. 基体效应
5. 电离干扰
6. 空间电荷效应
AAS 1.光谱干扰2.背景干扰
3. 气相干扰
4. 基体效应
用高分辨率的光谱仪,干扰元素效正,动态背景效正用内标和基体匹配法
选用分析条件等
用一些相关技术
试液通常用 HNO3 配 制将系统最佳化
用内标和基体匹配法
对第和第Ⅰ和第Ⅱ族加以控制
用背景效正 仔细设定条件仪器性能
基体改性剂和热注射
使用难易
仪器 日常工作自动化来讲 备注
ICP -AES 最成熟 由技术不熟练的人员来应用 ICP- AES 专家制定的方法
ICP— MS 操作较为复杂 常规分析前仍需技术人员进行精密调整
AAS 调整很繁琐 常规工作比较容易,制定方法仍需相当熟练的技术样品的总固体溶解量 TDS
仪器 样品最高浓度 备注
ICP -AES | 最高可以分析 | 30%的盐溶液 | 常规分析 10%-20%TDS 的溶液 |
ICP— MS | 短期内可分析 | 0.5%的溶液 | 常规分析 0.2% TDS 的溶液 |
线性动态范围 LDR
仪器 LDR 线性动态范围 备注
ICP - AES 具有 105 以上的 LDR 且抗盐份能力强 可进行痕量及主量元素的测定
ICP— MS 超过 105 以上的 LDR 高基本浓度会导致许多问题
应用的主要领域在痕量 /超痕量分析。
AAS LDR 限 制 在 102- 103 不宜分析高一些浓度分析精密度
仪器 短期精密度 长期精密度(几个小时)
ICP - AES 0.3- 2% RSD, 3% RSD.
ICP— MS 1- 3% RSD 5% RSD.
AAS 0.5- 5% RSD, 不在于时间而视石墨的使用次数而定。样品分析能力
仪器 最合适分析元素数及浓度 典型的分析时间
ICP - AES 每个样品 5- 20 个元素,含量为亚 ppm 至% 每个样品所需的时间为 2 或 6
分钟,
ICP— MS 样品需测 4 个以上的元素,在亚 PPb 及 ppb 含量 每个样品小于 5 分钟
AAS 每个样品测定 1- 3 个元素,元素浓度微量 每个样品中每个元素 3- 4 分钟
费用
仪器 运行费用 基本费用
ICP - AES 氩气费用+易损件 低 仪器自动化程度(速度,附件)
ICP— MS 氩气费用+寿命配件+易损件 高
AAS 氩气费用+寿命配件+易损件 低
必须注意到寿命配件,易损件及附件的配置因供应商不同价格相差 10- 15 倍不等。概要
对购买哪一种仪器要根据你现在及将来工作的需要,将有助于你作出决定。
必需记着!没有一种技术能满足你所有的要求,这些技术是相互补充的,永远存在某一种技术稍优于另一种技术的地方。表 2 是这三种技术简单比较
ICP-MS, ICP-AES, GFAAS 的简单比较 表 2
技术 ICP-MS ICP-AES 火焰 AAS 石墨炉 AAS
检出限 | 绝 大 部 分 元 素 非 | 绝大部分元素很 | 部 分 元 素 较 | 部分元素较好 |
线性动态范围 | 108 | 105 | 103 | 102 |
精密度 | 内 标 可 改 变 精 密 | |||
短期 | 度 | 0.3- 2% | ||
长期( 1 小时 | 1- 3% | <3% | 0.1- 1% | 1- 5% |
<5% | ||||
干扰 | ||||
光(质)谱 | 少 | 多 | 几乎没有 | 少 |
化学(基本) | 中等 | 几乎没有 | 多 | 多 |
电离 | 很少 | 很少 | 有一些 | 很少 |
质量效应 | 高 的 对 低 的 影 | 不存在 | 不存在 | 不存在 |
同位素 | 响? | 无 | 无 无 |
固 体 溶 解 量 | 0.1-0.4% | 2-25% | 0.5-3% >20% |
(最大可容忍 | |||
量) | |||
可测元素数 | >75 | >73 | >68 >50 |
样品用量 | 少 | 一般 | 很多 很少 |
半定量分析 | 能 | 能 | 不能 不能 |
同位素分析 | 能 | 不能 | 不能 不能 |
日常操作 | 不容易 | 容易 | 操作容易调整麻烦 |
方法试验开发 | 需要专业技术 | 需专业技术 | 容易 需专业技术 |
易燃气体 | 无 | 无 | 有 无 |
操作费用 | 高 | 中等 | 低 中等 |
基本费用 | 很高 | 低 | 低 中等 /高 |
最合适分析元 | 样品需测 4 个以上 | 每个样品 5- 20 | 每 个 样 品 测 每个样品测定 1- 3 |
素数及浓度 | 的元素,在亚 PPb | 个元素,含量为 | 定 1- 3 个元 个元素,元素浓度 |
及 ppb 含 量 | 亚 ppm 至 % | 素,元素浓度 ppm | |
使用难易 | 操作较为复杂 | 最成熟由技术不 | 调整很繁琐 |
常 规 分 析 前 仍 需 | 熟练的人员来应 | 常规工作比较容易,制定方法仍需 | |
密调整 | 家制定的方法 | ||
检出限比较表 | ppb 表 3 | ||
Element | ICP-MS | ICP-AES | Flame AAS GFAAS |
As | <0.050 | <10 | <500 <1 |
Al | <0.010 | <4 | <50 <0.5 |
Ba | <0.005 | <0.2 | <50 <1.5 |
Be | <0.050 | <0.2 | <5 <0.05 |
Bi | <0.005 | <10 | <100 <1 |
Cd | <0.010 | <1 | <5 <0.03 |
Ce | <0.005 | <15 | <200000 ND |
Co | <0.005 | <2 | <10 <0.5 |
Cr | <0.005 | <3 | <10 <0.15 |
Cu | <0.010 | <2 | <5 <0.5 |
Gd | <0.005 | <5 | <4000 ND |
Ho | <0.005 | <2 | <80 ND |
ln | <0.010 | <10 | <80 <0.5 |
La | <0.005 | <1 | <4000 ND |
Li | <0.020 | <1 | <5 <0.5 |
Mn | <0.005 | <0.5 | <5 <0.06 |
Ni | <0.005 | <2 | <20 <0.5 |
Pb | <0.005 | <10 | <20 <0.5 |
Se | <0.10 | <10 | <1000 <1.0 |
Tl | <0.010 | <10 | <40 | <1.5 |
U | <0.010 | <20 | <100000 | ND |
Y | <0.005 | <0.5 | <500 | ND |
Zn | <0.02 | <0.5 | <2 | <0.01 |