電感耦合等離子體發射光譜儀的優缺點

等離子體（Plasma）一詞首先由Langmuir在1929年提出，目前一般指電離度超過0.1%被電離了的氣體，這種氣體不僅含有中性原子和分子，而且含有大量的電子和離子，且電子和正離子的濃度處于平衡狀態，從整體來看是處于中性的。從廣義上講像火焰和電弧的高溫部分、火花放電、太陽和恒星表面的電離層等都是等離子體。

等離子體可以按溫度分為高溫等離子體和低溫等離子體兩大類。當溫度高達106-108K時，所有氣體的原子和分子完全離解和電離，稱為高溫等離子體；當溫度低于105K時，氣體部分電離，稱為低溫等離子體。

在實際應用中又把低溫等離子體分為熱等離子體和冷等離子體。當氣體壓力在1.013X105帕（相當1大氣壓）左右，粒子密度較大，電子濃度高，平均自由程小，電子和重粒子之間碰撞頻繁，電子從電場獲得動能很快傳遞給重粒子，這樣各種粒子（電子、正離子、原子、分子）的熱運動能趨于相近，整個氣體接進或達到熱力學平衡狀態，此時氣體溫度和電子溫度基本相等，溫度約為數千度到數萬度，這種等離子體稱為熱等離子體。例如直流等離子體噴焰（DCP）和電感耦合等離子體炬（ICP）等都是熱等離子體，如果放電氣體壓力較底，電子濃度較小，則電子和重粒子碰撞機會就少，電子從電場獲得的動能不易與重粒子產生交換，它們之間動能相差較大電子平均動能可達幾十電子伏，而氣體溫度較低，這樣的等離子體處于非熱力學平衡體系，叫做冷等離子體，例如格里姆輝光放電、空心陰極燈放電等。

在光譜分析中所謂的等離子體光源，通常指外觀上類似火焰的一類放電光源。目前最常用的有三類：即電感耦合等離子體炬（ICP）、直流等離子體噴焰（DCP）和微波感生等離子體炬（MIP）。對于MIP來說，雖然允許微量進樣，耗氣量小，功率低、易測定非金屬，但對多數金屬檢測限差、元素間干擾嚴重、需要氦氣，因此主要用于色譜分析的檢測器。

ICP和DCP這兩類等離子體光源具有較好的分析性能，均已應用于原子發射光譜儀。

電感耦合等離子體原子發射光譜（ICP-AES）技術的先驅是Greenfiald和Fasel，他們在1964年分別發表了各自的研究成果。七十年代后該技術取得了真正的進展，1974年美國的Leeman公司研制出了第一臺商用電感耦合等離子體原子發射光譜儀。

ICP光源主要優點是：

1) 檢出限低：許多元素可達到1ug/L的檢出限

2) 測量的動態范圍寬：5-6個數量級

3) 準確度好

4) 基體效應小：ICP是一種具有6000-7000K的高溫激發光源，樣品又經過化學處理，分析用的標準系列很易于配制成與樣品溶液在酸度、基體成分、總鹽度等各種性質十分相似的溶液。同時，光源能量密度高，特殊的激發環境——通道效應和激發機理，使ICP光源具有基體效應小的突出優點。

5) 精密度高：RSD~0.5%

6) 曝光時間短：一般只需10-30秒

7) 原子發射光譜分析所具有的多元素同時分析的特點與其他分析方法逐個元素單獨測定相比，無論從效率的經濟，技術等方面都具有很大的特點。這也是ICP原子發射光譜分析取得很大進展的原因之一。