主题：关于ICP-OES的讨论

随着技术的发展，ICP-OES测定方法得到普及，消解的样品可直接进入高温等离子体(典型的ICP温度为5000～7000K)，通过多色仪观测发射线同时进行分析，这一技术的优点在于：能进行约70多个元素的分析，每个元素都有很高的灵敏度，其检出限通常为ppb (ng/mL)，标准曲线的线性范围在6个数量级以上，并且干扰非常小。
90年代初推出的全谱直读ICP-OES是一个革命性的飞跃，使ICP-OES具有了同时获得谱线和其背景信息的能力，即一条谱线全部信息的直接读取，而这恰恰是传统的单道扫描与固定多通道ICP-OES所不具备的能力，因而能否同时测背景成了划分全谱直读仪器与传统仪器的分界线。
但全谱直读ICP-OES并不意味着这个技术已经走到了尽头，相反经过十年多的实际应用，发现了其不足依然存在。其不足主要表现在如下几个方面，改进也主要针对这几个方面进行：
第一，强光与弱光同时测量带来的问题。在ICP高温激发出来的众多谱线中，400～800nm范围的可见光的强度要远远大于紫外区的谱线，对这些谱线同时测量所带来的问题是检测器上有些象素点长时间强光照射而快速老化损坏，而紫外区的分析谱线却由于曝光不足而无法使用。从检出限来看，Li、Na、K、Rb、Cs用ICP-OES分析往往与火焰AAS相近甚至不如火焰AAS。而用ICP-OES分析Cl、Br得到的结果通常不能与其他成熟的分析方法较好吻合（如离子色谱、X射线荧光或离子选择电极法）。不仅是 ICP-OES，测定实际样品时，ICP-MS同样有这个问题。综合这些情况，采用的改进措施一般有两个，一个是购买只有紫外区分光系统的ICP-OES和一台火焰AAS，费用更为实惠，两台仪器都可以获得最佳的性能。二是在ICP-OES中采用两套分光系统和两个检测器，将可见光和紫外光分别进行处理，实现仪器的最优化。
第二，有用的信息与垃圾信息同时测量带来的问题。目前最好的改进方法是采用专门设计的检测器有选择性地读取待分析元素的信息，将上述这些垃圾信息过滤掉，从而使操作者在最短的时间内获得最需要的分析结果，并保护检测器，避开垃圾信息的照射而老化损坏。
第三，分光系统中三棱镜的分辨率不均匀带来的问题。这个问题在紫外区尤为明显，因为在可见光区的谱线很少，干扰也较少，对分辨率的要求也较小，而绝大部分元素的谱线都集中在200～400nm这个范围，目前最好的方法是在这一波长范围内采用中阶梯光栅和平面光栅两个光栅进行交叉色散，比中阶梯光栅加三棱镜有了显著的改善。
第四，有机样品、无机样品、高盐样品、含HF酸样品、含NaOH样品同时分析带来的问题。对于ICP-OES的用户而言，需要分析的样品是多种多样的，这就需要有适应性强的进样系统，并尽量减小雾化器、雾室与炬管之间的距离以减小记忆效应。目前常用正交雾化器并在雾化器喷嘴装有耐腐蚀的宝石喷嘴，而雾室采用耐腐蚀的Ryton材料制成，可直接进行50%HCl、HNO3、H2SO4、20%HF及30%NaOH样品的分析。
第五，主量、微量成分与痕量、超痕量成分同时分析带来的问题。目前最为成功的是采用双向观测的ICP-OES。采用轴向观测的检出限比侧向观测可改善达10倍。传统垂直观测型ICP-OES的不足是测定不同的元素时需要优化不同的观测位置。双向观测技术使用户可以在一次分析中同时获得两种观测方式的优点，无论是轴向观测还是侧向观测，其观测的位置全部由计算机自动优化，不仅提高了灵敏度而且扩大了线性范围，大大增加了分析的灵活性，提高了分析性能。
第六，仪器的先进性与实际操作的易用性带来的问题。现代ICP-OES已经越来越多地用于生产性工厂中的质量控制，而不像以前主要集中于大学和研究所，操作者的素质当然也不及专业的研究人员。这个问题主要是通过操作软件的中文化、仪器软件硬件说明书的中文化、仪器维护的多媒体化来解决。
第七，仪器的高稳定性与波长漂移带来的问题。传统全谱直读ICP光谱仪为了将全部几万条谱线集中在几平方厘米的检测器上，要求仪器必须有极高的热稳定性，仪器冷开机时一般需要约1个多小时的恒温过程，狭缝高度必须很小，使ICP最重要的紫外区域光强减弱，而且很难避开样品基体以及Ar、N等发射的高强度谱线，大大缩短了检测器的寿命。
目前最为成功的方法是采用双单色仪光学系统和带参比的双检测器。它将全谱直读ICP光谱仪传统的棱镜光栅交叉色散方式分别在两个单色仪中进行。通过调节入射光进入棱镜的角度使待测谱线所在光谱级次通过中间狭缝进入第二个单色仪，将光谱中待分析谱线及附近一段光谱投射到CCD检测器上。由于交叉色散分别在两个单色仪中进行，而且每次投射到CCD检测器上仅是一段光谱，所以完全避免了传统全谱直读ICP光谱仪需要长时间预热、入射光狭缝很小、检测器寿命短等方面的不足。
因此该仪器根本不需要恒温即可进行样品分析测定，是目前全谱直读ICP光谱仪发展的最高成就。