14.13 : Spektroskopia emisyjna atomowa z indukcyjnie sprzężoną plazmą: Aparatura

Plazma sprzężona indukcyjnie (ICP) to powszechne źródło plazmy stosowane w spektroskopii emisyjnej atomowej (AES), technice, która wykrywa i analizuje różne pierwiastki w próbce. Ta metoda jest często nazywana spektroskopią emisyjną atomową z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-AES).

Istnieją trzy główne typy instrumentów do spektroskopii emisyjnej atomowej z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-AES): sekwencyjne, symultaniczne wielokanałowe i instrumenty z transformacją Fouriera, przy czym te ostatnie są używane rzadziej. Sekwencyjna ICP-AES analizuje każdy pierwiastek indywidualnie, przy czym urządzenie jest zaprogramowane tak, aby przechodzić od linii jednego pierwiastka do drugiego, zatrzymując się na kilka sekund przy każdej, aby dokładnie zmierzyć intensywność linii. Z drugiej strony, instrumenty wielokanałowe są zaprojektowane do pomiaru intensywności linii emisyjnych dla wielu pierwiastków jednocześnie lub prawie jednocześnie. Chociaż urządzenia sekwencyjne są bardziej proste, wymagają więcej czasu i zużycia próbek, co czyni je droższymi w dłuższej perspektywie.

Sekwencyjne i wielokanałowe spektrometry emisyjne mogą wykorzystywać klasyczny spektrometr kratowy lub spektrometr echelle. Monochromatory kratowe, często stosowane w urządzeniach sekwencyjnych, wykorzystują kratę holograficzną z 2400 lub 3600 rowkami na milimetr. Krata jest obracana za pomocą sterowanego cyfrowo silnika krokowego, aby skupić różne długości fal sekwencyjnie i precyzyjnie na szczelinie wyjściowej. Spektrometry typu slew-scan to instrumenty sekwencyjne, które skanują bardzo szybko do długości fali bliskiej linii interesującego pierwiastka, a następnie zwalniają, aby skanować linię małymi krokami. Ta metoda minimalizuje czas spędzony w nieużytecznych zakresach długości fal.

Z drugiej strony, spektrometr echelle może działać jako urządzenie skanujące lub jednoczesny spektrometr wielokanałowy. Jednoczesne urządzenia wielokanałowe zawierają polichromator lub spektrograf. Polichromatory zawierają szereg fotopowielaczy do detekcji, ale spektrografy wykorzystują dwuwymiarowe urządzenia do wstrzykiwania ładunku (CID) lub urządzenia sprzężone ładunkowo (CCD) jako przetworniki. W niektórych wielokanałowych spektrometrach emisyjnych fotopowielacze są umieszczone za stałymi szczelinami wzdłuż krzywej ogniskowej kratowego polichromatora.

Chociaż nie są szeroko stosowane w AES, spektrometry z transformacją Fouriera oferują korzyści, takie jak szeroki zakres pokrycia długości fali, szybkość, wysoka rozdzielczość, bardzo dokładne pomiary długości fali, duży zakres dynamiki, kompaktowy rozmiar i duża przepustowość optyczna. Ogólnie rzecz biorąc, instrumenty AES zapewniają różne możliwości, od sekwencyjnego skanowania po jednoczesną detekcję wielokanałową i analizę transformacji Fouriera, umożliwiając badaczom i analitykom wybór najbardziej odpowiedniego podejścia do ich konkretnych potrzeb analitycznych.