ICP光譜儀分析中譜線重疊干擾的判別及分析線選擇

ICP光譜儀目前已成為最常規的分析儀器之一，應用ICP發射光譜儀進行元素分析的人也越來越多，它的應用領域也越來越廣，因此從事ICP發射光譜分析的人也隨之不斷增多。ICP光譜儀分析譜線是非常多的，很多朋友不知道在分析時選用哪條譜線，這里簡要的說一下。

在分析技術中，我們都會注意到它的干擾問題，因為干擾效應是分析化學中最為復雜的問題之一，或者說分析化學中90%以上的理論問題，或多或少都是與解決干擾問題相關聯的。

ICP光譜儀分析法也是一樣，特別是由譜線重疊引起的光譜干擾更是如此。因為發射光譜的譜線非常之多，對于結構簡單的元素來說，其譜線數量少則至少也有兩位數，而對于那些結構復雜的元素來說，其譜線數量更是在5位數以上。

這也不難理解，因為氣態自由原子，在獲得能量后可以被激發，而每個原子都有很多的激發態。如果氣態自由原子所獲得的能量超過了其電離能，它還會發生電離，電離之后如果繼續獲得能量，同樣會被激發而躍遷到離子的激發態上，所以每一種元素的原子包括其離子都會具有很多很多的能級。

現在的ICP光譜儀，大多采用中階梯光柵的二維分光的方式，所以得到的譜圖已不再象過去的一維線光譜，它是二維的或三維的（第三維是發射強度）。因此每當有人問我發射光譜有多少譜線時，我就會給他們看多元素的二維發射光譜的譜圖，我就會問他們這樣的譜圖看上去象不象晴天無云的夜晚中天上的星星，它們有大的有小的，有亮的有暗的，如果有人讓你去數星星你還想知道它們有多少嗎？

正是因為原子發射光譜有如此多的譜線，所以當ICP發射光譜儀的分光系統的色散能力和分辨能力不夠時，一些波長相差很小的譜線就會部分地或完全地重疊在一起，形成光譜干擾。至今還沒有一臺儀器可以將所有原子譜線都能分開的光譜儀器。這就是為什么我們在進行原子發射光譜分析時要處理光譜干擾的原因。譜線多是壞事也是好事，因為它在容易形成干擾的同時也為我們提供了更多的選擇余地，為我們提供了非常豐富的原子結構信息，這也正是為什么發射光譜定性分析準確可靠的重要原因。

好在過去的發射光譜儀器中，有一種采用光電倍增管對發射光譜的譜線強度進行檢測的叫多道儀器，因為它可以進行多元素同時測定，所以對每種元素通常只提供一條固定波長的譜線，這樣就不可避免地要解決由譜線重疊引起的光譜干擾問題，所以過去曾經有很多人專門從事這方面的研究，因此建立了很多比較好的和行之有效的校正方法，其中現在全譜直讀儀器軟件中用得比較多的一個是干擾系數法，另一個就是譜線解析法。

知道了譜線重疊干擾該如何校正之后，接下來的問題就是如何去判斷和識別這一干擾了。現在的全譜直讀型儀器采用的是固體成像檢測器來記錄和測量譜線的發射強度，它們一般都具有呈現譜線輪廓的功能，我們可以通過這一功能直接觀察分析線的情況，盡管它們都是峰形的，但它們可能會因元素的不同或譜線的不同而呈現出各種形狀，它們可能有對稱的有非對稱的，有寬粗的有苗條的，有俊俏的有難看的，我們可以利用這一功能非常直觀地看出線翼重疊。

對于完全重疊或近乎完全重疊的譜線的情況可能會復雜一些，因為在一般情況下，儀器軟件會對每一種元素提供一條以上可供選擇的分析線，在進行分析測定時，可以多選幾條譜線，如果由所有譜線都能得出一致的結果，就表明分析結果準確可靠，沒有譜線干擾線的影響，反之的話結果明顯偏高的，就很可能存在完全重疊或近乎完全重疊的干擾譜線。如果我們將基體分離并扣除空白后，之前結果明顯偏高的譜線不再偏高，則一般就可以進一步確定它存在完全重疊或近乎完全重疊的譜線干擾。

談完了譜線重疊干擾的判斷和識別后，最好要說的就是分析線的選擇問題了。這個問題應該比前面的問題容易得多，通常可以遵循以下原則：

1、盡量選擇沒有干擾或干擾小的譜線，對于干擾的大小可以通過分析線和干擾線的自身發射強度及在樣品中的相對含量來判斷；

2、選擇靈敏度高的即自身發身強度大的譜線；

3、自吸收效應小的譜線，特別是在分析元素含量比較高時更是如此。如果被測元素的含量很高，這時可以選擇次靈敏線。如果被測元素是樣品中的大量或主量元素，甚至都可以考慮選用非靈敏線；

4、選擇背景小的譜線；

5、選擇對稱性和峰形好的譜線。

對于分析線選擇的是否合適，最后主要還是要看分析結果的好壞，如果分析結果準確，無疑分析線選擇得就沒問題，否則的話就要視具體情況來分析一下了，因為還涉及到樣品的前處理和水及試劑空白，還涉及到標準樣品和分析樣品的基體匹配問題，還涉及到樣品溶液中被測元素的含量是否在ICP發射光譜法的檢測范圍之內的問題等等。