原子发射(ICP）

[ZT] 在原子发射光谱法中谱线重叠干扰的判断和识别及分析线的选择

     随着ICP发射光谱分析应用的日益普及，现在我们国家应用ICP发射光谱进行元素分析的人已明显增多，它的应用领域也越来越广，因此从事ICP发射光谱分析的人也随之不断增多。近来曾多次看到网友发的有关分析线选择的求助帖，所以想借此和大家交流一下。

　　所有新的分析技术出现时，往往都会注意到它的干扰问题，因为干扰效应是分析化学中最为复杂的问题之一，或者说分析化学中90%以上的理论问题，或多或少都是与解决干扰问题相关联的。

　　原子发射光谱法也是一样，特别是由谱线重叠引起的光谱干扰更是如此。因为发射光谱的谱线非常之多，对于结构简单的元素来说，其谱线数量少则至少也有两位数，而对于那些结构复杂的元素来说，其谱线数量更是在5位数以上。

　　这也不难理解，因为气态自由原子，在获得能量后可以被激发，而每个原子都有很多的激发态。如果气态自由原子所获得的能量超过了其电离能，它还会发生电离，电离之后如果继续获得能量，同样会被激发而跃迁到离子的激发态上，所以每一种元素的原子包括其离子都会具有很多很多的能级。

　　现在的ICP全谱直读型仪器，大多采用中阶梯光栅的二维分光的方式，所以得到的谱图已不再象过去的一维线光谱，它是二维的或三维的（第三维是发射强度）。因此每当有人问我发射光谱有多少谱线时，我就会给他们看多元素的二维发射光谱的谱图，我就会问他们这样的谱图看上去象不象晴天无云的夜晚中天上的星星，它们有大的有小的，有亮的有暗的，如果有人让你去数星星你还想知道它们有多少吗？

　　正是因为原子发射光谱有如此多的谱线，所以当发射光谱的仪器其分光系统的色散能力和分辨能力不够时，一些波长相差很小的谱线就会部分地或完全地重叠在一起，形成光谱干扰。至今还没有一台仪器可以将所有原子谱线都能分开的光谱仪器。这就是为什么我们在进行原子发射光谱分析时要处理光谱干扰的原因。谱线多是坏事也是好事，因为它在容易形成干扰的同时也为我们提供了更多的选择余地，为我们提供了非常丰富的原子结构信息，这也正是为什么发射光谱定性分析准确可靠的重要原因。

　　好在过去的发射光谱仪器中，有一种采用光电倍增管对发射光谱的谱线强度进行检测的叫多道仪器，因为它可以进行多元素同时测定，所以对每种元素通常只提供一条固定波长的谱线，这样就不可避免地要解决由谱线重叠引起的光谱干扰问题，所以过去曾经有很多人专门从事这方面的研究，因此建立了很多比较好的和行之有效的校正方法，其中现在全谱直读仪器软件中用得比较多的一个是干扰系数法，另一个就是谱线解析法。因为关于这方面的内容比较多，所以在此不便作更多的熬述，在江祖成等编写的《现代原子发射光谱分析》有专门的一章介绍这方面的内容。

　　知道了谱线重叠干扰该如何校正之后，接下来的问题就是如何去判断和识别这一干扰了。现在的全谱直读型仪器采用的是固体成像检测器来记录和测量谱线的发射强度，它们一般都具有呈现谱线轮廓的功能，我们可以通过这一功能直接观察分析线的情况，尽管它们都是峰形的，但它们可能会因元素的不同或谱线的不同而呈现出各种形状，它们可能有对称的有非对称的，有宽粗的有苗条的，有俊俏的有难看的，我们可以利用这一功能非常直观地看出线翼重叠。

　　对于完全重叠或近乎完全重叠的谱线的情况可能会复杂一些，因为在一般情况下，仪器软件会对每一种元素提供一条以上可供选择的分析线，在进行分析测定时，可以多选几条谱线，如果由所有谱线都能得出一致的结果，就表明分析结果准确可靠，没有谱线干扰线的影响，反之的话结果明显偏高的，就很可能存在完全重叠或近乎完全重叠的干扰谱线。如果我们将基体分离并扣除空白后，之前结果明显偏高的谱线不再偏高，则一般就可以进一步确定它存在完全重叠或近乎完全重叠的谱线干扰。

对于完全重叠或近乎完全重叠的谱线的情况可能会复杂一些，因为在一般情况下，仪器软件会对每一种元素提供一条以上可供选择的分析线，在进行分析测定时，可以多选几条谱线，如果由所有谱线都能得出一致的结果，就表明分析结果准确可靠，没有谱线干扰线的影响，反之的话结果明显偏高的，就很可能存在完全重叠或近乎完全重叠的干扰谱线。如果我们将基体分离并扣除空白后，之前结果明显偏高的谱线不再偏高，则一般就可以进一步确定它存在完全重叠或近乎完全重叠的谱线干扰。


呵呵，这一个方法很不错，很实用的，我用过很多次，当开始测不同的样品时，我一般选择多谱线，比较那条线更好，从而选择最好的谱线得到比较准确的结果！

全谱直读型仪器中的固体成像检测器记录和测量谱线的发射强度，它们一般都具有呈现谱线轮廓的功能，我们可以通过这一功能直接观察分析线的情况。

原来的光电倍增管检测器也有这一功能，对于连续谱的背景扣除方法是一样的，但对于谱线叠加所产生的干扰不同的软件可能就融入了各家自己的处理方法了。

有个问题想请教楼主，假如选择两条的话从图上都看不出干扰，是很完美的峰形，结果第一灵敏的结果比次灵敏的高很多我该如何选择最终结果？

如果没有光谱干扰，被测元素的含量也不是很高，也就是不会发生谱线的自吸情况，那当然是选灵敏度高的谱线作分析线了。

请教：

在用ICP进行RoHS的重金属元素分析时,标准溶液一般配置多大浓度？在用GC-MS进行PBB，PBDE分析时一般配置多大浓度？

ICP原子发射光谱法在采用侧向观测时其检出限一般是0.x～xx ppb，轴向观测要低一些。标准溶液的配置首先要尽可能使被测组分在标准溶液的浓度范围以内，其次是标准溶液的最低点一般要根据测定的误差要求来确定其浓度比检测限高多少。对于GC-MS应该也是一样，只是还要注意使分析校准曲线处于线性范围之内。

还有一点请教下，自吸效应与样品的浓度有关吗？是样品浓度越大，自吸效应就会越严重吗？

　　自吸收是由同一种元素的激发态原子所发出的辐射被同一种元素原子的基态或低能态原子所吸收的结果，所以样品中被测元素原子的浓度越大自吸效应就会越强。