5分鐘看完幾個ICP分析建議 - 如何優化進樣系統篇

技術支援部  謝季芳

ICP-MS和ICP-OES的進樣系統由霧化器、霧化室和炬管組成。
為了分析液體或溶解的固體樣品,透過蠕動幫浦將樣品帶入霧化器中以產生氣溶膠,在霧化室中過濾氣溶膠液滴,目的是只讓最小的氣溶膠進入電漿中,並在電漿中被加熱成氣體。


Reference: Spectroscopy

 

高TDS的樣品、揮發性有機樣品… 該如何選擇呢?

為了提高ICP性能表現,面對不同基質的樣品應該考慮使用最合適的進樣配件。分析高TDS的樣品時,可以選擇耐鹽類的霧化器、帶有中心管的霧化室(baffled cyclonic spray chamber)、大口徑的炬管中心管以及Ar潤濕器;分析揮發性有機樣品時,使用有帶有中心管的霧化室同時搭配冷卻功能,再配合小口徑的炬管中心管,減少電漿中溶劑的負荷並提高穩定性。


潤濕器

當樣品中有大量的TDS,在霧化器和炬管中心管的尖端形成鹽類沉積的可能性更大。鹽份的沉積可能會造成訊號的漂移,甚至使電漿熄火,可以利用在霧化器Ar與樣品接觸之前向其中添加水分以減少形成鹽份沉積的機會。

在沒有加裝潤濕器的情況下連續進樣25% NaCl溶液,霧化器大約5分鐘左右就會完全堵塞。相比之下,有加裝潤濕器則可以使進樣過程維持穩定超過30分鐘。

Reference: Glass Expansion Inc.


霧化室

帶有中心管的霧化室可以有效去除由霧化器產生直徑>8μm的液滴,防止它們進到ICP炬管中。另外,霧化室的溫度也會影響ICP性能表現。冷卻的霧化室可以減少氧化物和多原子干擾,並降低溶劑的揮發性,從而維持穩定的電漿;對霧化室加熱則可以提高樣品傳輸速度並提高靈敏度。

低於環境溫度的霧化室,樣品被冷卻所以較少的水蒸氣會進入電漿中,減少氧化物的形成與多原子乾擾。 
Reference: Glass Expansion Inc.


炬管

選擇較大口徑的中心管(>2mm)可以減緩中心管尖端鹽類的聚積,適合分析高TDS樣品時使用。對於有機溶劑則適合使用較小口徑 (<1.5mm)的中心管,有助於減少電漿中溶劑的負荷並提高穩定性。

無論是高TDS或揮發性有機樣品,建議使用可拆卸式的炬管,方便更換中心管同時也可以節省成本。

  1. 一體成型式(Single piece)的石英炬管價格較便宜,但如果有任何部件損壞就必須整個更換
  2. 半可拆卸式(Semi demountable)的炬管可以安裝不同的口徑尺寸的中心管,根據不同的應用使用石英以外的材質
  3. 完全可拆卸式(Fully demountable)的炬管提供最靈活的設計,對於經常分析複雜樣品(例如: 測定發動機油中磨損的金屬、分析非常高的TDS樣品)的使用者而言,可以將石英外管更換為陶瓷材質,延長炬管的使用壽命

Reference: Spectroscopy

 

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