14.13 : Атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой: приборы

Индуктивно-связанная плазма (ИСП) — это распространенный источник плазмы, используемый в атомно-эмиссионной спектроскопии (АЭС), методе, который обнаруживает и анализирует различные элементы в образце. Этот метод часто называют атомно-эмиссионной спектроскопией с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС).

Существует три основных типа приборов для атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС): последовательные, одновременные многоканальные и приборы с преобразованием Фурье, причем последние используются реже. Последовательные ИСП-АЭС анализируют каждый элемент по отдельности, где прибор запрограммирован на переход от одной линии элемента к другой, останавливаясь на несколько секунд на каждой для удовлетворительного измерения интенсивности линий. Напротив, многоканальные приборы предназначены для измерения интенсивности линий излучения для нескольких элементов одновременно или почти одновременно. Хотя последовательные приборы более просты, они требуют больше времени и расхода образца, что делает их более дорогостоящими в долгосрочной перспективе.

Последовательные и многоканальные эмиссионные спектрометры могут использовать либо классический решетчатый спектрометр, либо эшелле-спектрометр. Решетчатые монохроматоры, часто используемые в последовательных приборах, используют голографическую решетку с 2400 или 3600 штрихами на миллиметр. Решетка вращается с помощью шагового двигателя с цифровым управлением для последовательной и точной фокусировки различных длин волн на выходной щели. Спектрометры с поворотным сканированием — это последовательные приборы, которые очень быстро сканируют длину волны вблизи интересующей линии, прежде чем замедляться для сканирования поперек линии небольшими шагами. Этот метод минимизирует время, затрачиваемое на ненужные области длин волн.

С другой стороны, эшелле-спектрометр может работать как сканирующий прибор или как одновременный многоканальный спектрометр. Одновременные многоканальные приборы включают в себя либо полихроматор, либо спектрограф. Полихроматоры содержат ряд фотоумножительных трубок для обнаружения, но спектрографы используют двумерные устройства с инжекцией заряда (CID) или устройства с зарядовой связью (CCD) в качестве преобразователей. В некоторых многоканальных эмиссионных спектрометрах фотоумножители расположены за фиксированными щелями вдоль фокальной кривой решетчатого полихроматора.

Хотя спектрометры с преобразованием Фурье не так широко используются в AES, они предлагают такие преимущества, как широкий диапазон длин волн, скорость, высокое разрешение, высокоточные измерения длин волн, большой динамический диапазон, компактный размер и большую оптическую пропускную способность. В целом, приборы AES предоставляют различные возможности, от последовательного сканирования до одновременного многоканального обнаружения и анализа преобразования Фурье, что позволяет исследователям и аналитикам выбирать наиболее подходящий подход для своих конкретных аналитических потребностей.