ICP 样品全处理教学总结
ICPMS电感耦合等离子体质谱基本原理总结
ICPMS电感耦合等离子体质谱基本原理总结ICP源（Inductively Coupled Plasma，电感耦合等离子体）是ICPMS中的关键部分，它通过电磁感应产生高温离子化等离子体。
其基本原理是，在高频电感耦合系统中，外部线圈通过高辐射频率的交变电磁场激发气体产生等离子体。
这种等离子体由阳离子、电子和中性粒子组成，具有高温、高电离度和极低的中性粒子浓度。
ICP源将样品溶解在溶剂中，然后通过喷雾器雾化成细小液滴，进入高温的ICP源中。
在高温下，溶剂被蒸发，留下固体样品颗粒进入等离子体。
进入等离子体的固体颗粒迅速被加热并切断成原子和离子。
这些离子和原子在高温等离子体中发生电离，形成正离子和电子。
这些离子通过群离子分析器，如四级杆质谱仪，进行分离和检测。
群离子分析器主要由四级杆构成。
这四个杆分别称为孤立杆、聚焦杆、偏角偏转杆和检测杆。
正离子进入群离子分析器后被加速并过滤，通过调节四级杆的直流电压，可以选择性地引导特定质荷比（m/z）的离子进入检测器。
这些离子打击在荧光屏上产生电流信号，信号强度与离子的相对丰度成正比。
通过测量不同m/z离子的信号强度，我们可以确定样品中各种元素的浓度。
ICPMS具有高灵敏度、高选择性、广泛元素分析范围和低检测限等优势。
其高灵敏度主要归功于高温等离子体中的高离子密度和低中性粒子浓度，以及质谱仪的高分辨能力。
高选择性得益于群离子分析器的能力分离不同的离子质荷比。
ICPMS可以分析从超痕量到大量的多种元素，并且可以同时测量多个元素。
此外，ICPMS具有较低的检测限，通常可以达到ppb到ppq的量级。
总结而言，ICPMS基于电感耦合等离子体和质谱技术，是一种高灵敏度、高选择性的元素分析方法。
它的基本原理是在高频交变电磁场的激励下产生高温的气体等离子体，然后利用群离子分析器分离和检测离子。
ICPMS广泛用于环境监测、食品质量控制、地质勘探、生物医学研究等领域。
ICP测试及样品前处理
原子发射光谱定量分析原理
• • • • 被激发的原子和离子发射出很强的原子谱线和离子谱线，各元素发射的 特征谱线及其强度经过分光、光电转换、检测和数据处理。 设激发光源中被测定的元素基态原子数和激发态原子数分别为N0和Ni， 应遵循玻尔兹曼分布定律。 Ni=K N0 e(－Ei/kT) 式中K为统计常数，k为玻尔兹曼常数，T是等离子体的温度。而在两能 级之间的跃迁所产生的谱线强度Iij与基态原子数目Ni成正比，基态原子数与试 样中该元素浓度成正比。因此，在一定的条件下谱线强度与被测元素浓度成 正比，可以得到谱线强度Iij与含量c的函数关系式： Iij=acb 这个关系式称为罗马金公式，是光谱定量分析依据的基本公式。式中a 、b在一定条件下为常数。a是与试样的蒸发、激发过程和试样组成有关的一 个参数。B称为自吸系数，它的数值与谱线自吸收有关。当谱线强度不大没有 自吸时，b=1；反之，有自吸时，b<1，且自吸越大，b值越小。
电感耦合等离子发射光谱仪Varian 715-ES
在ICP –AES定量分析 过程中，试样由载气带入 雾化系统进行雾化，以气 溶胶形式进入炬管轴内通 道，在焰炬的高温作用下 和惰性氩气气氛中，溶质 的气溶胶经历多种物理化 学过程而被迅速原子化、 激发和电离。被激发的原 子和离子发射出很强的原 子谱线和离子谱线。各元 素发射的特征谱线及其强 度经过分光、光电转化、 检测和数据处理，最后经 电脑计算出各元素的含量。
ICP测试及样品前处理
方修忠
PartⅠ The basic principles of ICP
什么是原子发射光谱法
• 原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry, AES)是 根据原子的特征发射光谱来研究物质的结构和测定物质的 化学成分的一种重要的光学分析方法。分析测试时，利用 物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子的外层 电子受激发而跃迁至更高能级的激发态，处于高能级的原 子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发 射出去形成原子发射光谱。
ICP测试及样品前处理解析
电感耦合等离子发射光谱仪Varian 715-ES
在ICP –AES定量分析 过程中，试样由载气带入 雾化系统进行雾化，以气 溶胶形式进入炬管轴内通 道，在焰炬的高温作用下 和惰性氩气气氛中，溶质 的气溶胶经历多种物理化 学过程而被迅速原子化、 激发和电离。被激发的原 子和离子发射出很强的原 子谱线和离子谱线。各元 素发射的特征谱线及其强 度经过分光、光电转化、 检测和数据处理，最后经 电脑计算出各元素的含量。
ICP可测元素
原子发射光谱分析的基本原理
原子发射光谱分析过程主要分为三步：激发、分光和检测。 ①激发，利用激发光源使试样蒸发气化，离解或分解为原子状 态或离子状态，原子或离子状态，原子及离子在光源中激发发光。 ②分光，利用光谱仪器把光源发射的光分解为按波长排列的光 谱 ③检测，利用光电器件检测光谱，按所测得的光谱波长对试样 进行定性分析，或按发射光强度进行定量分析。
图2 Varian715-ES电感耦合等离子体发射光谱仪实物图
ICP等离子炬管
ICP等离子体发射系统由RF高频发生器、石英 炬管、气路系统共同构成。等离子炬管是ICP等离 子体发射系统的重要部件，其结构示意见图1-5。它 由三层同心石英管组成。三股氩气流分别进入各层 石英管，最外层管氩气流量为10～20L/min，作为 工作气体形成等离子体并且可以起到冷却保护炬管 的作用，称为等离子体气或冷却气。中间管通入 0～1.5L/min的氩气,用以辅助等离子的形成、抬高 炬焰和防止盐分或炭（有机样）在喷射管口沉积， 称为辅助气。内层石英管内径约为1～2mm, 气流量 约为1L/min，其作用是携带试样气溶胶进入等离子 体室，称为载气。RF高频发生器是ICP形成的另外 一个核心部件，它为等离子体提供能量，通过高频 磁感应线圈给等离子体输出能量，维持ICP光源持 续放电。
ICP原理和样品溶解、制备
ICP原理和样品溶解、制备1. ICP-AES（IRIS Intrepid II）培训一、ICP-AES原理培训：ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱仪的英文简称，它是原子发射光谱分析的一种，主要根据试样物质中气态原子（或离子）被激发以后，其外层电子由激发态返回到基态时，辐射跃迁所发射的特征辐射能（不同的光谱），来研究物质化学组成的一种方法。
等离子体包括ICP(inductively coupled plasma)电感耦合等离子体、DCP（direct-current plasma）直流等离子体、MWP （microwave plasma）微波等离子体。
原子发射光谱仪分析的波段范围与原子能级有关，一般位于紫外-可见光区，即200-850nm。
ICP的发展经历了单道、多道、单道扫描到现在广泛采用的全谱直读，其理论为：众所周知原子由居中心的原子核和外层电子组成，外层电子围绕原子核在不同能级运行，一般情况下外层电子处于能量最低的基态，当基态外层电子受到外界能量（如电弧、电火花、高频电能等）作用下吸收一定特征的能量跃迁到能量高的另一定态（激发态），处于激发态的电子并不稳定，大约10-8秒将返回基态或者其他较低的能级，并将电子跃迁时吸收的能量以光的形式释放出来。
这就是我们通常的原子发射的产生原理；原子发射光谱分析过程主要分三步，即激发、分光和检测。
第一步是利用激发光源将试样蒸发气化，离解或分解为原子状态，第二步原子也可能进一步电离成离子状态，原子及离子在光源中激发发光。
二、Thermo Elemental的ICP光谱仪器工作原理：产生等离子体必须具备下四个条件：高频、高压、氩气、离子源。
首先电源通过稳压器向ICP光谱提供220V、50Hz的电，电源通过仪器内部变压器和各种电源变为5V、12V、±15V、48V、110V、220V、3850V等不同电压分别控制不同的仪器元件。
如其中通过RF Source（高频源）产生27.14MHz、40MHz 的高频，向Driver(驱动放大器)输入0～3W功率，经Driver(驱动放大器)放大产生0～60W输入Power Amp（大功率管放大器）再次进行功率放大变为0～2000W提供给工作线圈；另外通过变压器和硅控滤波整流提供3800VDC左右的高压，同时加在大功率管上；高压、高频通过大功率管加在工作线圈上。
ICP对未知样品分析的四个过程
ICP对未知样品分析的四个过程1、思维分析（分析样品大概含有什么元素）2、样品处理（试用各种溶样方法，找到适合自己样品的分析方法）3、定性分析（通过来图谱判定）4、定量分析大家使用ICP或多或少可能都要接触一些从没有分析过的样品（不明样品），我把我分析过程记录下来与大家一起交流！从我们前几天接到的样品开始，首先接到样品要问清楚样品来源与出处，然后推断样品可能含有什么元素，这样就要用ICP做定性分析，我们是瓦里安的ICP有定性半定量分析方法（设备自带的），直接掉出来使用，然后根据数据来选择要测的元素和含量。
1、思维分析根据我们的样品来源，可以推断出样品含量Ca、Mg、Zn等元素。
2、样品处理样品见下图（一）首先想办法溶解样品，考虑样品性质，我决定用盐酸溶解。
称量0.1g样品通过定性半定量分析谱线，可以看出样品中含量Ca、Mg、P、Mn、Fe、Zn、K、Na、等一些元素，从峰高来看Ca、P、Zn、含量是最高的（根据平时峰高判断）定性分析完毕。
配制标准溶液配制混合标准溶液，要根本混标是否有干扰配制混合标准溶液，由于时间问题，只配制了一个比样品含量稍高的混标。
这是配制混标工具，有1ml、2ml、5ml、10ml大肚移液管4、定量分析建立分析方法做标准曲线，分析样品最后分析结束，这就是我的一次未知样的分析过程，希望大家多多指教！最后分析结果：Ca元素18%、P元素11.8%，Zn元素5.56%、Fe元素0.66%、Mg元素含量0.65%，K元素0.015%、Mn元素0.057%其余很小量的没做分析要求[2010-7-22 13:37:05 Last edit by lilongfei14]。
ICP实验报告
现代分析测试技术实验报告组别：第八组左瑾瑜2015000143等离子体发射光谱分析实验一、目的要求1．了解等离子体发射光谱仪的基本构造、原理与方法。
2．了解等离子体发射光谱分析过程的一般过程和主要操作步骤。
3．掌握等离子体发射光谱分析对样品的要求及制样方法。
4．掌握等离子体发射光谱仪定量分析与数据处理方法。
二、实验原理等离子体发射光谱分析是原子发射光谱分析的一种，主要根据试样物质中气态原子（或离子）被激发后，其外层电子由激发态返回到基态时，辐射跃迁所发射的特征辐射能（不同的光谱），来研究物质化学组成的一种方法。
每一种元素被激发时，就产生自己特有的光谱，其中有一条或数条辐射的强度最强，最容易被检出，所以也常称作最灵敏线。
如果试样中有某种元素存在，那么只要在合适的激发条件下，样品就会辐射出这些元素的特征谱线。
一般根据元素灵敏线的出现与否就可以确定试样中是否有某种元素存在，这就是光谱定性分析的基本原理。
在一定的条件下，元素的特征谱线强度会随着元素在样品中含量或浓度的增大而增强。
利用这一性质来测定元素的含量便是光谱半定量分析及定量分析的依据。
三、实验内容与步骤1. 仪器与试剂Thermo fisher 科技公司iCAP6500型等离子体发射光谱仪。
iCAP6500型等离子体发射光谱仪主要参数：波长范围：166-847nm；光学分辨率：在200nm处光学分辨率<0.0007nm;CID检测器：制冷温度<-40℃;线性范围:105-106数量级，相关系数≥0.999;仪器稳定性：短期稳定性-用一标准溶液连续进行10次重复测试,RSD≤1%；长期稳定性-用一标准溶液每隔10分钟测量一次，共测试3-4小时,RSD≤2%。
2.实验步骤(1)标准溶液配制精确移取待测元素的标准溶液，配制0.0、0.1、1.0、μ的标准溶液。
10.0mlg/(2)建立分析方法，选择待测元素合适波长，在应用软件中输入相应标准溶液浓度。
ICP实验报告
现代分析测试技术实验报告组别：第八组左瑾瑜2015000143等离子体发射光谱分析实验一、目的要求1．了解等离子体发射光谱仪的基本构造、原理与方法。
2．了解等离子体发射光谱分析过程的一般过程和主要操作步骤。
3．掌握等离子体发射光谱分析对样品的要求及制样方法。
4．掌握等离子体发射光谱仪定量分析与数据处理方法。
二、实验原理等离子体发射光谱分析是原子发射光谱分析的一种，主要根据试样物质中气态原子（或离子）被激发后，其外层电子由激发态返回到基态时，辐射跃迁所发射的特征辐射能（不同的光谱），来研究物质化学组成的一种方法。
每一种元素被激发时，就产生自己特有的光谱，其中有一条或数条辐射的强度最强，最容易被检出，所以也常称作最灵敏线。
如果试样中有某种元素存在，那么只要在合适的激发条件下，样品就会辐射出这些元素的特征谱线。
一般根据元素灵敏线的出现与否就可以确定试样中是否有某种元素存在，这就是光谱定性分析的基本原理。
在一定的条件下，元素的特征谱线强度会随着元素在样品中含量或浓度的增大而增强。
利用这一性质来测定元素的含量便是光谱半定量分析及定量分析的依据。
三、实验内容与步骤1. 仪器与试剂Thermo fisher 科技公司iCAP6500型等离子体发射光谱仪。
iCAP6500型等离子体发射光谱仪主要参数：波长范围：166-847nm；光学分辨率：在200nm处光学分辨率<0.0007nm;CID检测器：制冷温度<-40℃;线性范围:105-106数量级，相关系数≥0.999;仪器稳定性：短期稳定性-用一标准溶液连续进行10次重复测试,RSD≤1%；长期稳定性-用一标准溶液每隔10分钟测量一次，共测试3-4小时,RSD≤2%。
2.实验步骤(1)标准溶液配制精确移取待测元素的标准溶液，配制0.0、0.1、1.0、μ的标准溶液。
10.0mlg/(2)建立分析方法，选择待测元素合适波长，在应用软件中输入相应标准溶液浓度。
ICP-AES分析的样品预处理
分析样品预处理ICP-AES分析的样品预处理Ⅰ概述随着技术的发展ICP-AES分析仪器的普及，商品仪器引进了多种高新技术成果，使ICP仪器向功能更优化、更自动化以及结构紧凑型方向发展，特别是在仪器控制和数据处理上向数字化、网络化方面发展。
原子发射光谱仪器给人们的印象，已从上世纪中期的“庞然大物的大型仪器，发展成小型实用的常规仪器。
从而使ICP-AES分析技术作为理想的元素分析手段，其易用性和通用性表现得更为突出，已成为元素分析的常规手段，检测实验室的必备仪器。
1、ICP-AES分析性能特点等离子体（Plasma）在近代物理学中是一个很普通的概念，是一种在一定程度上被电离（电离度大于0.1%）的气体，其中电子和阳离子的浓度处于平衡状态，宏观上呈电中性的物质。
电感耦合等离子体（ICP）是由高频电流经感应线圈产生高频电磁场，使工作气体形成等离子体，并呈现火焰状放电（等离子体焰炬），达到10000K的高温，是一个具有良好的蒸发－原子化－激发－电离性能的光谱光源。
而且由于这种等离子体焰炬呈环状结构，有利于从等离子体中心通道进样并维持火焰的稳定；较低的载气流速（低于1L/min）便可穿透ICP，使样品在中心通道停留时间达2～3ms，可完全蒸发、原子化；ICP环状结构的中心通道的高温，高于任何火焰或电弧火花的温度，是原子、离子的最佳激发温度，分析物在中心通道内被间接加热，对ICP放电性质影响小；ICP光源又是一种光薄的光源，自吸现象小，且系无电极放电，无电极沾污。
这些特点使ICP光源具有优异的分析性能，符合于一个理想分析方法的要求。
一个理想的分析方法，应该是：可以多组分同时测定；测定范要围宽（低含量与高含量成分能同测定）；具有高的灵敏度和好的精确度；可以适用于不同状态的样品的分析；操作要简便与易于掌握。
ICP-AES分析方法便具有这些优异的分析特性：⑴ICP-AES法首先是一种发射光谱分析方法，可以多元素同时测定。
ICP样品前处理方法
ICP样品前处理方法一、样品处理技术湿法消解、熔融、干法灰化、高压消解、微波消解二、样品分解制备的要求1、称取的固体样品已经干燥并是均匀的具有代表性的2、样品中待测元素完全分解进入溶液3、无论是湿法或干法灰化，都要避免损失4、如使用分离富集，则要完全5、避免污染，包括实验室环境、试剂、器皿和水6、熔融时要考虑总固体溶解量，注意雾化器堵塞与背景问题三、对实验器皿及水、试剂的要求1、实验用器皿2、实验用水，国家标准GB6682—86规定了三个净化水标准。
（GB6682—86实验室用水规格）一级水：基本上不会有溶解或胶态离子杂质及有机物。
它可用二级水经过进一步处理而得，例如可用二级水经过蒸馏、离子交换混合床和0.2m的过滤膜的方法，或用石英亚沸装置经进一步蒸馏而得。
二级水：可采用蒸馏或去离子后再进行蒸馏等方法制备三级水：适用于一般常规的分析工作。
它可采用蒸馏、反渗透或去离子等方法制备。
3、实验用试剂优级纯(G.R.)、分析纯(A.R.)、化学纯(C.P.)4、高纯物质（基准试剂）四、湿法酸消解酸消解：HCl、HNO3、HClO4、HF、H2SO4、Aqua regia（王水）五、常用无机酸1、盐酸（HCl）-应估计到一些易挥发金属氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潜在挥发损失。
2、硝酸（HNO3 ）-通常用HNO3来分解各种金属、合金及消解有机物质（如生物样品），是一种强氧化剂，注意钝化问题3、高氯酸（HCLO4）-HCLO4是已知的最强的无机酸之一，热的浓HCLO4是强氧化剂，它将和有机化合物发生强烈（爆炸）反应-经常使用HCLO4来驱赶HCL、HNO3和HF-在用HCLO4分解样品中，可能会有10%左右的Cr以CrOCL3的形式挥发掉4、氢氟酸（HF）-是唯一能分解以硅为基质的样品的无机酸，适合于各类地质样品、矿石、水系沉积物、土壤、石英岩等的消解-不能用玻璃器皿，常用是聚四氟乙烯（PTFE）为材料的烧杯、坩埚等器皿5、王水（Aqua-regia）-HCL+HNO3（3+1）-王水通常用于分解金属、合金、硫化物及一些矿物（金、银、铂、钯）6、硫酸（H2SO4）及磷酸(H3PO4)-可消解多种矿石、合金（钨、钼等）-高粘度将对试液导入产生影响-一些无机盐如Ba、Sr、Pb、Ca等的溶解性很差六、干法灰化1、灰化辅助剂：Mg(NO3)2、H2SO4、HNO3、2、有机样品：plant material、resins3、使用的容器-坩埚：ceramic、platinum4、灰化试剂等级：AnalaR（注意易挥发组份的损失）七、熔融1、熔剂：Na2CO3 sodium carbonate、Na2B4O7 sodium tetraborateLiBO2 lithium metaborate、Na2O2 sodium peroxide根据不同的试样而定2、地质/冶金样品3、使用的容器-坩埚：Platinum、Zirconium、Nickel4、熔剂等级：AnalaR5、高盐份八、加压消解1、湿法酸消化2、试样密封3、使用的容器-“压力溶弹”：teflon crucible interior、steel exterior4、各种试样：geological / organics5、快速的消解技术6、无易挥发组份的损失九、微波消解1、湿法酸消化2、试样密封3、使用的容器-微波消解罐：teflon interior、specialist design4、方法：high frequency microwaves、temperatures 100-250 OCincreased pressure5、较宽范围的样品6、速度快7、无损失十：生物和临床样品1、人体组织和体液中元素的分析研究，可为各种先天性和后天性新陈代谢紊乱的诊断和处理提供有价值的信息和依据，也是环境污染检测的重要组成部：①人体组织和体液的主要元素（钠、钾、钙、镁）②必须的微量元素（铁、铜、锌、锰、铬、硒、钴、钼、钒）③医疗用必需的元素（铝、金、铋、镓、锂、铂）④有毒微量元素（铅、镉、银、铍、镍、砷、碲、汞、锑、铊）2、样品大致可分为几类：①血液；（全血、血浆、血清）②尿液；③毛发、指甲；④胎盘、肝、肾等软组织；⑤骨、牙齿十一、生物和临床样品处理1、样品的稀释-以Triton X-100、正丁醇或丙醇稀释尿（1+4）、血浆、血清（1+9）以及全血（1+49）-石墨炉测定可加基体改进剂（硝酸、硝酸铵、磷酸氢铵、钯等）2、酸提取-用1M、2M的HCL或三氯乙酸等从样品中提取金属元素3、TMAH溶解-以25%四甲铵化氢氧乙醇（TMAH）溶液溶解骨、毛发、牙齿、软组织等样品，测定其中的镉、铜、锰、锌、铅。
ICP 样品全处理解析
实验室规范
样品准备室与仪器室分开
试样瓶的选用规则
酸性溶液或中性溶液保存在玻璃瓶中 Ag,Hg,Sn在玻璃瓶中更稳定 碱性溶液储存在聚乙烯或聚四氟乙烯的瓶子中 HF——聚四氟乙烯 Li,Al,Si在聚乙烯或聚四氟乙烯的瓶子中更加稳定
器皿的清洗步骤
5%的盐酸浸泡-过夜 去离子水冲洗 5%的硝酸浸泡-过夜 去离子水冲洗 风干
BEC值的测定过程
BEC值的测定过程
常用浓度单位
B. 内标法
样品与标准都加入相同的浓度 内标线与分析线有类似的... • ...化学与物理特性 • ...谱线的激发能 • ...电离能 • ...波长范围与强度
B. 内标法
内标法是消除物理干扰的最好方法。 测量分析线和内标元素谱线的强度比： 以内标元素的谱线来控制分析元素由于物理干 扰而引起的强度变化。
水与试剂的要求
水的要求：最好18MΩ 试剂的要求：保证试剂（GR)/优级纯 光谱纯标准物质 分析特殊的检测元素，如微量Na、Si、B、⋯等,对 水与试剂要特殊特别注意
2、标准样品的制备与匹配
标准溶液配制
用储备标准溶液配制标准溶液系列时，应补加酸，使溶液维持一 定的酸度，尽可能使其酸度与样品溶液一致。配置多元素混合标准 溶液时，应注意元素之间可能生的化学反应。 标准溶液浓度一般在μg/mL级，通常用硝酸或盐酸介质，当溶液 的酸度在1%以上时，可持续使用较长时间。 标准溶液系列应有足够多的标准点，通常要有4个均匀分布的标 准点，加上空白点是5个点。至少要有4个点。
。
C. 标准加入法
3、样品制备
ICP光谱仪对试样分析溶液制备的要求
对于ICP、AAS等仪器分析来说，分析操作的第一步是将原材料 或成品的固体试样变成溶液。在这点上试样的分解与其它化学分析 方法并无根本差别。但ICP法与以往的化学分析法毕竟有所不同， 因此在试样前处理时，就有其必须加以特别考虑或简化之处。
ICP实验报告
现代分析测试技术实验报告组别：第八组左瑾瑜2015000143等离子体发射光谱分析实验一、目的要求1．了解等离子体发射光谱仪的基本构造、原理与方法。
2．了解等离子体发射光谱分析过程的一般过程和主要操作步骤。
3．掌握等离子体发射光谱分析对样品的要求及制样方法。
4．掌握等离子体发射光谱仪定量分析与数据处理方法。
二、实验原理等离子体发射光谱分析是原子发射光谱分析的一种，主要根据试样物质中气态原子（或离子）被激发后，其外层电子由激发态返回到基态时，辐射跃迁所发射的特征辐射能（不同的光谱），来研究物质化学组成的一种方法。
每一种元素被激发时，就产生自己特有的光谱，其中有一条或数条辐射的强度最强，最容易被检出，所以也常称作最灵敏线。
如果试样中有某种元素存在，那么只要在合适的激发条件下，样品就会辐射出这些元素的特征谱线。
一般根据元素灵敏线的出现与否就可以确定试样中是否有某种元素存在，这就是光谱定性分析的基本原理。
在一定的条件下，元素的特征谱线强度会随着元素在样品中含量或浓度的增大而增强。
利用这一性质来测定元素的含量便是光谱半定量分析及定量分析的依据。
三、实验内容与步骤1. 仪器与试剂Thermo fisher 科技公司iCAP6500型等离子体发射光谱仪。
iCAP6500型等离子体发射光谱仪主要参数：波长范围：166-847nm；光学分辨率：在200nm处光学分辨率<0.0007nm；CID检测器：制冷温度<-40℃；线性范围：105-106数量级，相关系数≥0.999；仪器稳定性：短期稳定性-用一标准溶液连续进行10次重复测试，RSD≤1%；长期稳定性-用一标准溶液每隔10分钟测量一次，共测试3-4小时，RSD≤2%。
2．实验步骤（1）标准溶液配制精确移取待测元素的标准溶液，配制0.0、0.1、1.0、μ的标准溶液。
10.0mlg/（2）建立分析方法，选择待测元素合适波长，在应用软件中输入相应标准溶液浓度。
ICP出现的问题以及对策
ICP常出现的问题以及对策一、用ICP中的两条谱线测汞，得到的结果相差很远，194测定的结果为0.9ppm，而253的测定结果则为10PPM，不知道怎么会这样？1. 先查一下有什么共存元素，194.23nm, V干扰；253.65nm，Fe 干扰。
2. 仪器上一般回有提示吧。
如果是全谱直读的多换几条线好了。
3. 这与样品的基体，其它的分析条件是不是都是两条谱线的最佳条件都会关系。
此外194线易被空气吸收，所以要具较好的真空或充氦等条件。
4. 用icp测汞结果不好，用测汞仪好5. ICP测定Hg最好用184和194nm,184谱线需要驱除整个光路的空气，194没有关系，他们是Hg元素的灵敏线。
253nm是Hg灯的强线（Hg灯不能发射远紫外谱线）。
结果的误差可能与253线的灵敏度不够有关，有4可能是Hg灯的光干扰引起。
测定Hg元素时要充分重视Hg的残留效应，因此建议你用尽量低浓度的高标（如0.1ppm),考虑用20%HNO3来清洗。
同时注意谱线位置正确。
二、谁有好的方法处理矩管上和垢？用浓硫酸浸泡并在电炉上加热冒烟半小时三、法国Jobin Yvon Division公司的JY38ICP光谱仪。
开主机电源时，R.F.OFF灯应该亮的未亮，按下开关R.F.ON，也无反应。
调节旋钮PUISSANCE和ICP IGNITE,功率表的指针无变化，无法点火。
不知是什么原因？1.1,可能是P1上的电子点火接头掉了.也可能门,气,水保护.1.2,发生器部分损坏. 麻烦大了2. 不会是保险丝坏了吧四、本人在研究用ICP-AES测定催化剂中钙含量时发现钙（315 317nm）的绝对强度有不断增强的趋势，工作曲线斜率（灵敏度）变化较大，但标样（5点）线性保持良好，经反复实验同一样液中钙的绝对强度随仪器灵敏度的变化也发生相应的变化，但与标样变化差异较大，导致测定结果离散性较大，但同步测定的其他元素如铁、镍、钒离散性却较小。
ICP测试及样品前处理解析
原子发射光谱光源
• 3、电感耦合等离子体(ICP) • 电感耦合等离子体(ICP)是20世纪60年代提出、20世纪70年代获 得迅速发展的一种新型的激发光源。等离子体泛指电离的气体，等离 子体与一般的气体不同，它由离子、电子、中性原子和分子所组成， 因而是电的良导体。因其中正负电荷密度几乎相等，从总体来看是电 中性的，所以称之为等离子体。目前，应用最为广泛的原子发射光源 是等离子体，其中包括电感耦合等离子体（ICP, Inductively Coupled Plasma）、微波等离子体(MWP, Microwave Plasma)、直流等离子 体(DCP, Direct Current Plasma)。 • ICP等离子光源系统由RF高频发生器、等离子石英炬管、气路系 统组成。ICP的形成过程可以分为四步：通气吹扫、通电、放电激发 、生成等离子体。
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原子发射光谱光源
• 1、电弧 • 低压直流电弧：直流电弧发生器由一个电压为220～380V、电流 为5～30A的直流电源，一个铁芯自感线圈和一个镇流电阻所组成。 直流电弧光源的电极温度高(电弧放电温度为4000～7000K)，蒸发能 力强，分析的绝对灵敏度高；常用于定性分析及矿石难熔物中低含量 组分的定量测定。主要缺点是弧焰不稳定,谱线容易发生自吸现象。 • 交流电弧：交流电弧又分为高压交流电弧和低压交流电弧。高压 交流电弧的工作电压为2000～4000V，电流为3～6A，利用高压直接 引弧，由于装置复杂，操作危险，因此实际上已很少采用。低压交流 电弧的工作电压为110～220V，设备简单，操作安全，且稳定性好， 在光谱定性、定量分析中获得广泛的应用，但灵敏度低些。
ICP测试及样品前处理
方修忠
PartⅠ The basic principles of ICP
ICPOES中样品的分解、制备五
ICP OES中样品的分解、制备五ICP-OES中样品的分解、制备(五)0008. 分解方法分解技术大致可分成三种基本方式：酸分解—敞开式容器，酸分解—密闭式容器和碱金属溶剂的熔融法。
现在又提出了微波消解法，这对样品的处理提供了更完善的分解方法。
样品的分解方法有很多种，即使同一种样品也有几种不同的分解方法；用的试剂、器皿设备也是有很多类型。
而我们所面对的分析样品更是品种繁多，包括农业样品、植物、动物组织、地质样品、环境样品、金属样品、食品样品、食品饮料、化工产品、矿石、矿渣、化工产品等等。
本文无法对每一种样品介绍分解方法。
因此，在此介绍的方法一般可以用于许多类似样品的制备，例如“地质”样品的分解方法就可适用于矿石、矿物、土壤、水系统沉积物等性质相似的样品，或作为分解其他种类样品的参考，根据需要作必要的改动。
1）酸分解—敝开式容器敝开式容器酸分解方法是化学分析实验室中最为普通的样品分解方法，它的优点是便于大批量样品分析操作。
A) 生物样品、植物和动物组织在分析这类样品时，一般需将样品中的有机物消解氧化后，样品才能完全分解进行分析。
有些样品如血清、尿和某些饮料，可经适当稀释后不经消解直接进行ICP-AES分析，不过，未经消解的样品其粘度和雾化效率均与水溶液标准有差异，且有机物进入ICP分解时需较大的功率以及有机物分解时产生的碳粒往往会堵塞炬管的中心管。
生物样品和植物样品的分解和溶解主要有两种方法：a）在空气中灼烧灰化（干法），b）用强氧化性酸消化处理（湿法）。
a) 干法处理将样品放入铂或瓷坩埚中，放入马弗炉中缓慢地逐步升温，在450—550℃的温度下灰化数小时，然后用少量王水加温溶解残渣，用水定容于容量瓶中待测。
这种方法操作简便、经济、快捷，但主要的缺点是会引起一些元素的挥发损失，如As、Hg、Se、Cd、Pd、Zn等。
其中有些元素本身并不挥发，但在灰化过程，它们可能会生成一些易挥发的化合物（如氯化物）而损失（大多数生物样品都含有氯）。
ICP光谱分析中的样品处理技术
ICP光谱分析中的样品处理技术————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ICP光谱分析中的样品处理技术6.1前言ICP光谱分析的样品处理是分析全过程的一个重要环节，对分析测试质量有重要影响，某些分析质量问题是产生在样品处理过程。
ICP光谱分析对样品处理的要求，除了一般分析技术对样品处理的要求外，还有其特特殊要求。
一般分析技术都要求样品处理需把待测物全部转化进入溶液，过程不得损失待测物质，也不得带进待测物质引起样品的污染，消解后的样品溶液应该较长时间内是稳定的。
对于ICP光谱分析（ICP质谱也是相同）除了上述三项外还应满足下述要求：（1）把样品转变成最佳分析状态；清亮透明；（2）不能存在粒径≥50μm的固形物，尽管这些固形物不含有待测元素，也不允许存在，微米级的固形物将堵塞进样系统的雾化器，造成谱线强度降低及精密度下降，甚至完全无法进样：因为ICP光谱仪器的通用同心雾化器的进样毛细管内径只有0.001mm左右。
（3）样品溶液不允许有膠体形态物存在，微克级的胶体物质用肉眼观察不到，但进样时很容易积累在雾化器毛细管喷口内，降低进样量，影响谱线强度；（4）要求样品溶液中的固形物（又称可溶性总固体）浓度≤10mg/ml，也就是要限制称样量，或者增加稀释倍数，是进样溶液含可溶性盐类不能过高，较高的可溶性盐类造成样品液粘度增加，影响进样，或者沉积在雾化器的喷口，造成喷雾不正常。
（5）不含能有腐蚀进样系统的物质存在，这里主要是指氢氟酸或氟离子，除了光谱仪配用是耐氟经验系统及耐氟炬管。
多数进样系统是玻璃或石英制品，不能抗氢氟酸腐蚀，石英炬管中心管也易被氢氟酸腐蚀。
（6）消解后的样品水溶液不宜含显著量的有机物质，有机物在等离子体中要影响等离子体稳定性，影响温度，从而影响谱线强度及光谱背景。
ICP光谱分析的样品处理方法常用的样品处理方法湿法处理：（1）湿法开放酸溶，湿法开放碱溶；（2）高压密闭酸溶（3）微波高压酸消解（4）微波高压碱溶高温熔融；高温灰化6.2湿法消解常用试剂湿法开发式酸消解是用酸或碱液在开口容器或密闭容器中分解固体样品，待消解液清亮后，低温蒸发近干，在用小量酸溶解，定容待测。
ICPAES中样品分解、制备方法总结
ICP-AES中样品的分解、制备1.前言自上世纪60年代以来，由于ICP光源的无可比拟的优点，ICP-AES在地质、冶金、环境、医学、药品、生物、海洋、化工新型材料、核工业、农业、食品、水质等各领域及学科方面得到了广泛的应用，因而样品的种类十分庞杂繁多，但不管样品的种类何其繁多，其物理状态总是固体、液体、气体三种。
2.将样品引入ICP光源的方法1）液体样品引入ICP光源A)将液体雾化成气溶胶状态引入ICP光源，常用的有气动雾化和超声波雾化。
B)将液体以电热蒸发或直接插入技术来引入ICP光源。
2）固体样品引入ICP光源A)电弧式火花融蚀，用放电方式将固体样品的表面产生气溶胶引入ICP光源中。
B)将固体样品用电热蒸发技术（ETV）引入ICP光源。
C)激光融蚀，用激光的能量产生的微粒（气溶胶、溅射微粒、蒸气羽等）引入ICP光源。
D)将固体样品直接插入ICP光源。
E)其他将粉末固体样品引入ICP光源的方法，如低带法，泥浆法等。
3）气体样品引入ICP光源A)气态样品直接引入ICP光源。
B)氢化物发生法。
C)GC—ICP联用。
3．样品引入ICP光源的通则虽然针对不同状态的样品有众多不同的将的方法。
很多方法针对特殊的样品所特定的要求是有效的。
但最广泛、优先考虑仍是将液体引入ICP光源（溶液雾化法）的方法。
从实践看来，溶液雾化法有很好的效果与实用性。
液体引入ICP光源的优点：1)固体样品经处理分解转化为液体后，元素都以离子状存在于溶液中，消除了元素的赋存状态、物理特性所引起的测定误差。
2)在进行分析时，根据不同类型的样品，一般称取0.1--1 g 固体样品进行化学处理，这就有较好的取样代表性。
3)液体试样以雾化法引入ICP光源，基本上消除了各元素从固体样品中蒸发的分馏现象（fractional distillation），使各元素的蒸发行为趋于一致，改善了分析的准确度及精密度。
4)由于第3）条所提出的现象，各元素的蒸发行为趋于一致，为多元素同时测定创造了有利条件。
ICP OES中样品的分解、制备 四
ICP OES中样品的分解、制备四ICP-OES中样品的分解、制备(四)2011年05月09日ICP—AES分析中常用的无机酸为硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸。
在分解样品时，往往不是用一种酸单一地分解，而是用几种酸依次分别加入或几种酸混合后加入以增进分解的能力（依次分别加入或混合加入应根据样品的性质而定）。
常用的混合酸有盐酸与硝酸混合（3+1）的王水。
1) 硝酸（HNO3）含量65—69%的HNO3称为“浓硝酸”，含量高于69%者称之为“发烟硝酸”。
实验室常用的HNO3为16mol/L，68%，它是一种强氧化剂，它可以将样品中的许多痕量元素溶解出来转化为溶解度很高的硝盐酸。
通常用HNO3来分解各种金属、合金及消解有机物质（如生物样品），但对于某些金属及矿石等地质样品，通常还需加入HCl及HF以增加分解样品的能力。
HNO3能与许多硫化物起反应，但往往不能将硫化物完全氧化，往往会产生H2S。
以硫化物形式存在的硫即使用发烟硝酸也不能完全百分之百的转化为硫酸盐。
2) 盐酸（HCl）浓HCl（12mol/L，36%）是分解许多金属氧化物以及其氧化还原电位低于氢的金属的一种最常用的试剂。
与硝酸不同，HCl是一种弱还原剂，一般不用来分解有机物质。
在采用HCl时应估计到一些易挥发金属氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潜在挥发损失。
3) 氢氟酸（HF）在市场上可购到38%—40%（W/W）和约48%（W/W）的HF。
38.3%HF(22mol/L)的沸点为112℃，由于较低的沸点和酸的高蒸气压使得它很容易挥发。
HF是唯一能分解以硅为基质的样品的无机酸，用HF分解硅酸盐时，硅酸盐将被转化为挥发性的SiF4，在敞开的容器中它将在加热过程中被挥发。
这一特性在分析硅酸盐类的样品时是很有用的，如各类地质样品、矿石、水系沉积物、土壤、石英岩等等，用HF分析样品可除去样品中大量的Si，可有效地降低样品试剂中的TDS。
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标准溶液系列应有足够多的标准点，通常要有4个均匀分布的标 准点，加上空白点是5个点。至少要有4个点。
标准溶液配制
ICP光谱分析中，必须重视标准溶液的配制： 1. 不正确的配制方法，将导致系统偏差的产生；
B. 内标法(3)—内标示例
。
B. 内标法(3)—内标示例加入SC为内标
。
B. 内标法的优点
提高主元素的准确度 一个。或几个元素准确地加入给标样和样品 提高精密度与准确度RSD ～0.1 - 0.5 %
C. 标准加入法
。
C. 标准加入法
1、标准加入法在USEPA ILM040当中定义为在三个等量的 同一样品中，按照一定增量分别加入标准溶液； 2、然后分别对原样品和三个加标样品进行测量。
1） 在样品和标样中浓度一定 2） 加。入内标溶液的体积尽量小 3）加标方式：可手工加入，也可利用蠕动泵加入 4）内标元素的加入量必须使在选择的波长处能够达 到较好信噪比
B. 内标法(3)—选择内标元素准则
5） 内标元素和待测元素在等离子体中具有 相似的激发。能 6） Sc、Y、In常用作内标元素 7） 内标元素和待测元素的谱线互相不干扰 8） 为保证测定准确，可选定多个波长
Leeman Labs ICP-OES
ICP-OES样品前处理及应用
利曼中国 :赵质远
方法开发
1. 实验室环境、器皿及试剂和水的要求 2. 标准制备与匹配：
a. 外标法 b. 内标法 c. 标准加入法 3. 样品制备：溶（熔）解条件
1、实验室环境、器皿及试剂和水的要求
实验室规范
仪器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与外界最好有一个隔断，避免空气直接流通
3为、被然测后分按。析照物线的性含拟量合。得出X截距和Y截距，X截距的绝对值
理想地，所加入的标样的体积应大大低于样品体积（大 约10%样品量），标准加入法可克服基体效应，但不能克 服谱线干扰
C. 标准加入法—何时采用标准加入法
当不能抑制样品的基体的物理或化学干扰时； 当没有。空白而不能使样品的基体与标样相匹配时。
样品制备
针对不同实验室及样品情况制备 例如：水溶 酸/混合酸溶 微波消解 高温高压溶解 灰化 高温熔融 参考标准方法（AA，OES）
BEC值的测定过程
BEC值的测定过程
常用浓度单位
B. 内标法
样品与标准都加入相同的浓度 内标线与分析线有类似的... • ...化学与物理特性 • ...谱线的激发能 • ...电离能 • ...波长范围与强度
B. 内标法
内标法是消除物理干扰的最好方法。
测量分析线和内标元素谱线的强度比： 以内标元素的谱线来控制分析元素由于物理干
水与试剂的要求
水的要求：最好18MΩ 试剂的要求：保证试剂（GR)/优级纯 光谱纯标准物质 分析特殊的检测元素，如微量Na、Si、B、⋯等,对 水与试剂要特殊特别注意
2、标准样品的制备与匹配
标准溶液配制
用储备标准溶液配制标准溶液系列时，应补加酸，使溶液维持一 定的酸度，尽可能使其酸度与样品溶液一致。配置多元素混合标准 溶液时，应注意元素之间可能生的化学反应。
2. 介质和酸度不合适，会产生沉淀和浑浊，易堵 塞雾化器并引起进样量的波动；
3. 元素分组不当，会引起元素间谱线互相干扰；
4. 试剂和溶剂纯度不够，会引起空白值增加，检 测限变差和误差增大。
标液的配制
标准储备溶液一般用光谱纯试剂制备 购买标液-一般为1000PPM 多标储备液。一般为100PPM 标液的稳定性有限 使用酸性介质 低含量溶液（PPB） 要求新鲜制备 同时制备校正空白
标准的制备与匹配
分析方式的选择 a. 外标法 b. 内标法 c. 标准加入法
A.ICP-OES分析的一般方法（外标法）
1. 相对的（比较）方法, 需要标准
2. 标准与样品要 基体一致
BEC—背景当量浓度
BEC值的测定过程
吸喷2% HNO3 空白获得发射强度 吸喷1 ppm Mn标准溶液获得发射强度 以空白的发射强度除以标准溶液的发射强度减去空白的 发射强度后的净强度 通常垂直矩的BEC小于0.04 ppm 极为适合进行日常性能跟踪 应用: 微小的变化可以忽略 • 从0.025变成0.030 不必放在心上 • 从0.02 变到0.07就有问题了
实验室规范
样品准备室与仪器室分开
试样瓶的选用规则
酸性溶液或中性溶液保存在玻璃瓶中 Ag,Hg,Sn在玻璃瓶中更稳定 碱性溶液储存在聚乙烯或聚四氟乙烯的瓶子中 HF——聚四氟乙烯 Li,Al,Si在聚乙烯或聚四氟乙烯的瓶子中更加稳定
器皿的清洗步骤
5%的盐酸浸泡-过夜 去离子水冲洗 5%的硝酸浸泡-过夜 去离子水冲洗 风干
发射光谱溶样原则
对于发射。光谱分析，由于从样品的溶解到测定，中间无需进行分离、滴定或 显色等步骤，所以对溶解酸的使用限制较少。 原则上，只要试样能完全溶解，任何酸都可使用，但也要满足以下 条件：
a、测定元素与溶解酸不会生成不溶性或挥发性化合物，防止待测元素析 出及挥散；
b、测定时，溶液对雾化器及炬管的腐蚀要少； c、对待测元素干扰少。 虽然试样一般采用无机酸分解，但不同种类的酸会带来不同的影响。 样品溶液中酸的种类和浓度的不同会使溶液黏度、表面张力有所不同， 从而引起溶液进入等离子炬的速度和粒子分布的变化，导致谱线强度的 变化。
C. 标准加入法
运行标样（Std 0, 1, 2, ⋯）测试，将得到标准校正曲线
。
C. 标准加入法
3、样品制备
ICP光谱仪对试样分析溶液制备的要求
对于ICP、AAS等仪器分析来说，分析操作的第一步是将原材料 或成品的固体试样变成溶液。在这点上试样的分解与其它化学分析 方法并无根本差别。但ICP法与以往的化学分析法毕竟有所不同， 因此在试样前处理时，就有其必须加以特别考虑或简化之处。
扰而引起的强度变化。
B. 内标法(1)
内标法是消除物理干扰的最好方法。
测量分析线和内标元素谱线的强度比： 以内标元素的谱线来控制分析元素由于物理干
扰而引起的强度变化。
B. 内标法(2)
内标元素可以是： 1） 样品中某一含量固定的
基体元素； 2） 定量加入的其它元素
（通常采用该方法）。
B. 内标法(3)—选择内标元素准则