ICP-AES(美國熱電teva操作軟件說明書)

PAGEPAGE24第二部分IRISIntrepid等離子體光譜儀操作指南序言IRISIntrepid系列光譜儀是電感耦合氬等離子體發(fā)射光譜儀（ICAP－AES）。它采用中階梯光柵和石英棱鏡二維分光系統(tǒng)與CID固體檢測器完美結合，提供完整的和全波長復蓋的分析譜圖。典型的發(fā)射光譜儀（AES）能夠分析從幾個ppb到百分之幾乃至百分之幾十的樣品濃度。IRISIntrepid系列光譜儀根據觀測方式不同分為：．垂直觀測一般用于分析基體較復雜的樣品，干擾較小。．水平觀測能夠改善儀器的檢出限，一般用于分析基體簡單的樣品，對于基體復雜的樣品干擾較大。．雙向觀測以水平觀測為基礎，利用輔助光學系統(tǒng)進行垂直觀測，可彌補水平觀測的易電離干擾，拓寬分析線性范圍。儀器操作規(guī)程儀器的準備：開機確認有足夠的氬氣用于連續(xù)工作。（儲量≥1瓶）確認廢液收集桶有足夠的空間用于收集廢液。打開氬氣并調節(jié)分壓在0.5—0.7Mpa之間。若儀器處于停機狀態(tài)，打開主機電源（右側下方紅色刀閘），注意儀器自檢動作。待自檢結束后，即可關閉氬氣，用以節(jié)省氬氣消耗，等待儀器預熱。啟動TEVA軟件，檢查聯機通訊情況。點火再次確認氬氣儲量和壓力，并驅氣1小時，確保CID檢測器不會結霜。檢查并確認進樣系統(tǒng)（矩管、霧化室、霧化器、泵管等）是否正確安裝。上好蠕動泵夾，把樣品管放入蒸餾水中。開啟排風。打開TEVA軟件的plasmastatus對話框，進行點火操作。3、穩(wěn)定光室穩(wěn)定在90±0.5F。CID溫度<-40℃。等離子體穩(wěn)定15-30分鐘。分析分析完畢后，用蒸餾水沖洗進樣系統(tǒng)10分鐘，熄火。點擊Shutdown使儀器處于待機狀態(tài)。松開蠕動泵泵夾。待CID溫度升至20℃以上，再吹掃10分鐘左右即可關閉氬氣。關閉排風。停機若儀器長期停用，關閉主機電源和氣源使儀器處于停機狀態(tài)。建議用戶定期開機，以免儀器因長期放置而損壞。注：此時儀器CID制冷開關應置于SWITCHON。若儀器置于ALWAYSON狀態(tài)時，必須要先通氬氣1小時，才可以打開主機電源，以避免CID檢測器結霜。警告警告若在CID檢測器處于冷卻狀態(tài)時，關閉或沒有打開吹掃氣體，可能會使CID檢測器結霜，對其造成不可挽回的損壞。第二章定性分析CID檢測器具有記錄樣品元素“指紋”信息的獨特功能。本章利用測試溶液來說明進行定性分析的方法。單擊分析模塊中的RunFullFrame圖標，打開如下對話框：獲取全譜譜圖：我們可以獲得一個或二個波長范圍的全幀譜圖，Uv表示低波范圍，Vis表示高波范圍，切換波長為238nm。吸入測試溶液，選擇<Uv>或<Vis>，設定積分時間，單擊<Run>，光譜儀就會得到下圖所示的譜圖。元素識別：在譜圖上選擇亮點，用鼠標雙擊它，將譜圖放大，將光標會置于最亮的單元上，點擊圖標，就會顯示元素譜線表，根據您對樣品的了解及相應的強度，可初步確定是何種元素。為進一步確認，可通過以下方法來實現。雙擊譜圖右側<AnalyticalElementals>或點擊它前面的<+>，打開元素下拉式菜單并選擇所需的元素，右擊鼠標選擇<AddElementaltoMethod>，此時，該元素的其它譜線將被添加到相應的譜圖中。雙擊每一條譜線，可依次對其進行研究，若每一條譜線中都出現譜峰，則在樣品中很有可能存在那種元素。如有必要，可通過單擊工具條中的圖標，來核對低靈敏度的譜線。右擊鼠標選擇<RestoreZoom>可使譜圖復原，右擊鼠標選擇<RestoreContrast>可使對比度復原。通過以上方法，可對未知樣品進行定性分析。存貯譜圖：即可在拍攝全譜譜圖時選擇<Autostore>，進行保存。也可在譜圖左側的樣品分析欄選擇要保存譜圖，右擊鼠標選擇<SaveFullFrame…>，鍵入名稱，點擊<OK>存貯譜圖。譜圖相減：若您對沾污的樣品進行分析，此方法非常有用。通過譜圖相減，就可使原譜圖簡化，得到第三幅譜圖，這幅譜圖表示前兩者的差異。其方法為，在樣品分析欄中選擇您要被減的譜圖，右擊鼠標選擇<SubtractFullFrame…>，會彈出如下對話框，選擇您所要減的譜圖，點擊<OK>，即可得到第三幅譜圖。第三章譜線添加及其校準在光譜儀出廠之前，技術人員以及TJA服務專家已在光譜儀中對許多譜線進行了校準，由于運輸過程產生振動，可能造成譜線漂移，所以建議您在使用之前，需要對所有有用的譜線重新進行校準，為以后分析創(chuàng)造方便條件。在譜圖中相同的譜線擁有不同的級次，因此，不僅要確定譜線的波長，還要確定譜線的級次。波長以(nm)計量，級次在波長之后的()中。IRIS光譜儀裝有兩個狹縫，Uv用于較短的波長，Vis用于較長的波長。通常在分析時，盡量采用Uv上的譜線進行測定，不出現在Uv上的譜線則由Vis上的譜線進行測定。譜線添加及其校準所需步驟：點燃等離子體，使光譜儀充分預熱。添加所需的元素譜線和級次，刪除無用的譜線。確認所需的譜線和級次已在元素周期表中列出。待光譜儀穩(wěn)定。采集全譜譜圖。檢查原先校準過的譜線是否滿意。校正元素譜線框的位置。譬如以錫為例，需要10ppm的純錫標準溶液和空白溶液。（通常采用單一元素進行譜線校準，復雜的標準增加光譜的復雜性，使譜線校準更困難。）在分析模塊中點擊Method→New…→右擊鼠標選擇Sn→EditmapforSn…，即打開<MapEditor>對話框。（如圖所示）在此對話框含有錫元素的譜線以及每條譜線的詳細資料，包括譜線與級次、所屬波長范圍、譜線在CID檢測器中的坐標位置、譜峰狀態(tài)（是否經過校準）、譜線狀態(tài)（I代表原子譜線，II代表離子譜線）、相對強度、用于分析的譜線和為新方法自動選擇的譜線。通過點擊<AddLines…>或<Delete…>來添加或從該表中刪除選定的譜線。<AvailableforAnalysis>表示用于定量分析的譜線，只有此處被選擇的譜線，才能出現在元素周期表中，用于定量分析。譜線與級次選取的原則：對于微量元素的分析，要采用靈敏線，對于高含量元素的分析，要采用弱線。刪除行或列小于10或大于502的任意譜線。相同的譜線具有不同的級次，不同的級次其強度亦不同，利用譜線的列信息，選取落在靠近檢測器中心位置的譜線與級次。（256列是檢測器的中心）對于強度接近的同一譜線的兩個級次，有時取兩者的平均值，用這種方法可提高結果的精密度。拍攝10ppm錫溶液和空白溶液的全譜譜圖（將最大積分時間設定為5秒，為了看到較為不明顯的譜線，可增加積分時間），并將所需要的譜線添加到譜圖中。通過與空白溶液對比來對確認錫的譜峰是非常有益的。同時還可以通過差減法來得到扣除空白溶液后的譜圖。選擇Sn-uv譜圖右擊鼠標→SubtractFullFrame→選擇空白溶液譜圖→OK即可。采用拖拉的方法對譜峰進行校準：將光標移動到譜線框內。同時按下<Ctrl>鍵和鼠標左鍵。將光標移到最亮的檢測單元上，即<Counts/s>為最大值。松開鼠標鍵及<Ctrl>鍵。單擊<Yes>在譜圖庫中保存新的位置。擊<No>將譜線框退回到原來的位置。對其它譜線重復這一過程，即可一一校準。創(chuàng)建譜線在某些情況下，需要將一條譜線庫中不存在的譜線添加其中。其過程如下：找到波長表的可靠設定值以確保您選擇的譜線有正確的波長。在<Mapeditor>對話框中，點擊AddLines…，打開如下對話框，點擊Create…輸入波長，點擊OK，按前面方法進行校準即可。第四章背景及干擾元素校正在此主要介紹背景校正位置的選取、干擾元素的鑒別及干擾元素校正系數的計算。1>背景校正對于ICP光譜儀來說，基體匹配是最理想的，但在很多情況下，都是不現實的。由于樣品之間的成分不同、樣品與標準之間的成分不同、連續(xù)光譜以及譜線拖尾都可能導致背景干擾，因此要得到正確的分析結果，背景校正就顯得非常重要。下圖表明一個1ppm樣品不同基體時的兩個譜峰。（許多元素可能造成這種背景移位）如果不實行背景校正，則在每個峰值中心位置確定的原強度被用于計算濃度。較高的峰值比未受鎂影響的峰值獲得較高的分析結果。對于這種背景來說，背景校正是必需的。背景校正消除了由于背景抬高所帶來的干擾。濃度是以凈強度為基礎計算的。凈強度＝原強度－背景強度在選擇背景位置時，應遵循：將背景位置定在盡可能平坦的區(qū)域（無小峰）。將背景位置定在離譜峰足夠遠的地方，從而不受譜峰兩翼的影響。左背景、右背景以及左右背景強度的平均值盡可能與譜峰背景強度一致。TEVA軟件對于譜峰位置和寬度，以及背景位置和寬度的選擇更加方便，可以通過按住鼠標左鍵移動鼠標來改變譜峰和背景的位置，也可以通過按住鼠標左鍵移動雙箭頭來改變譜峰和背景的寬度。下面幾個背景校正的實例，僅供大家參考。（P213.618背景校正）（Zn202.548背景校正）2>干擾元素校正1、在Subarray譜圖上鑒別未知峰TEVA軟件允許您在Subarray譜圖上鑒別未知峰，首先點擊WavelengthFinder圖標，打開如下圖所示的波長譜線框，然后在未知峰的位置點擊鼠標左鍵。波長譜線框中就會列出未知峰±0.1nm內存在的所有譜線及其相對強度，根據您對樣品的了解和譜線的相對強度，來鑒別可能產生譜峰的元素。（元素間干擾的Subarray圖）2、確定干擾元素如果您沒有把握弄清哪個元素產生譜線干擾，那么：檢查元素周期表中的“譜線信息”列表，看是否有潛在的譜線干擾。在列表中挑出您的樣品中最可能存在的元素。配制一套單元素的標準溶液，使其濃度接近樣品的含量。將每一個標準溶液作為未知樣進行分析。觀察其Subarray譜圖，確定哪個元素的譜峰與測定元素的譜峰相重疊或部分重疊。即可確定哪個元素對測定元素產生干擾。3、計算干擾校正系數以下圖為例：B溶液作為測定A的未知樣品時，得到的Subarray譜圖。從中可以看出，B的譜線和A的譜線部分產生重疊。因此，在樣品中含有B時，測定A的結果就會偏高。在某些情況下，干擾可能會很小，它還可能通過減小譜峰的測量寬度或者改變譜峰的測量位置來進一步降低干擾。在分析低濃度的樣品時，還可以通過將譜峰的測量寬度減少到兩個甚至一個，來改善分析結果。它除了減少光譜干擾的作用之外，常常可導致分析信號的強度增加。但是，譜線可能更易受到譜線漂移的影響，在惡劣的實驗室條件下尤為突出。干擾元素校正系數（IEC’s）當采用ICP光源時，一般就可假設，所測得的干擾元素濃度與它向分析元素所貢獻的濃度是成正比的，而其比值為一常數，稱為K1，此常數可以通過光譜儀進行測定。分別配制一套分析元素和干擾元素標準溶液并對其進行標準化。將干擾元素的標準溶液作為未知樣進行分析。同時得到干擾元素濃度和干擾元素為分析元素所貢獻的濃度。計算K1＝干擾元素為分析元素所貢獻的濃度／儀器確定的干擾元素濃度。例如干擾元素B的標準溶液（100ppm）在A309.271nm處進行分析時，測得A濃度為8.4ppm，在同樣的分析中，B測得的濃度為100.4ppm。由于在B標準溶液中沒有A，(要仔細檢查A的其他靈敏線以確保這一點是真實的)，所以報告中A的濃度是由于B的干擾造成的，其干擾校正系數K1=8.4/100.4=0.08367。在得到干擾校正系數K1后，還需把它輸入到方法中去。點擊Method→Elements→A309.271(85)→IEC’s→AddIEC’s…→選擇干擾元素B→OK,在K1處輸入求得的系數即可。從此時起，分析方法中B對A的干擾將被扣除。注：只有在方法中選擇的元素才能被用于進行元素干擾校正，也只有在方法中被選擇的元素才出現在周期表中。第五章質量控制及極限檢查質量控制（QC）及極限檢查（LC）表是向操作人員提供光譜儀運行情況或反饋樣品質量情況的有效工具。質量控制（QC）所用樣品為標樣，對它們進行頻繁地分析，以確保光譜儀產生的結果正確無誤。運行QC標樣前，需要建立一個QC檢查表，表內包括QC標樣所含元素、濃度以及可接受的范圍，任何超出該接受范圍的結果均將用<fail>進行標記。根據QC標樣的結果，操作人員或者自動進樣器就可以作出決定來重新進行標準化以及／或者重新運行QC標樣。極限檢查（LC）應用于未知樣品，極限檢查表包括元素列表以及每一元素所確定的上下限，對于超出該界限的結果進行標記。編輯QC檢查表在分析模塊中，點擊Method→Check→New…，打開NewCheckTable對話框，如下圖所示：選擇CheckType為QC圖中所示參數均為缺省值。每個元素的實際值及范圍均可在后面予以設定。．<Relative>表示相對量<Absolute>表示絕對量在StdNormalization選項框內有三種選擇：．選擇<None>，在方法標準化后，QC標樣并不對標準化曲線的系數進行修正。．選擇<Slope>，在方法標準化后，可以通過QC標樣對標準化曲線的斜率進行修正．選擇<Intercept>，在方法標準化后，可以通過QC標樣會對標準化曲線的截矩進行修正。點擊OK繼續(xù)往下進行，QC編輯程序對話框自動填充，顯示如下。在此可以選擇元素，并對元素的含量、范圍以及標準化方式進行編輯或選擇。QC檢查表編輯完成。運行QC檢查表在分析方法標準化后，點擊QC圖標，則打開如下對話框。在Table框內，選擇QC-1標樣，然后點擊Run，來運行它。利用QC標樣對工作曲線進行校準選定QC標樣→Results→QCActions→NormalizeSlope，通過斜率對工作曲線進行校準。極限檢查（LC）表LC被用來檢查樣品是否符合規(guī)格要求，而QC是用來監(jiān)測儀器性能的。編輯和運行LC檢查表同編輯和運行QC檢查表相似。在此不再贅述。第六章先進的分析功能IRIS系列光譜儀除了初級操作中所介紹的基本功能之外，還提供幾種先進的分析功能。標準加入法標準加入法（MSA）要求樣品被分成2到4份溶液，一種溶液用去離子水或適當的酸稀釋，另外的1到3份溶液用各種不同濃度的標準溶液進行稀釋，值得注意的是，所有的溶液稀比率均應嚴格一致。也就是說，樣品可以用酸1∶1稀釋，5，10和15ppm的標準溶液進行稀釋。采用這樣的方法后，對于所有的溶液而言，樣品的稀釋比率均保持相同，而分析元素的濃度則逐漸增加。背景校正的位置對MSA來說特別重要。對于所有的溶液而言，背景強度可以預計都是一樣的，因為它們都有相同的基體，唯一不同之處是添加的標準溶液的譜峰。任何未被校正的背景均會被MSA演算方法解釋為化學分析的信號。運行標準加入法為執(zhí)行MSA分析，點擊RunUnknown圖標，打開未知樣對話框。點擊MSA…，打開如下對話框。在此對話框內，您可以輸入Sample_k#濃度，并運行它們。不需要運行所有的4個Sample_k#，在運行了2個Spike#后，您可以在任何時候點擊<CalcMSASample>來結束該分析工作，并報告分析結果。輸入Sample_k#樣品濃度，可點擊<MSASetup…>，如下的對話框就打開。通過在被改變的值上面點擊鼠標，可以改變每個Sample_k#元素的濃度，點擊<OK>進行確認。并返回到上一級對話框，依次運行每個Sample_k#，運行完所有樣品，點擊<CalcMSASample>，樣品的最終結果就會被計算出來。內標法在ICP光譜中，使用內標是很平常的事，它能補償一些光譜漂移帶來的干擾，因此能改善長期精密度。內標元素應該是在任何采用內標法測定的樣品中都不含有的，并要按恒定的量加到包括空白溶液在內的所有溶液中去，通過使用TJA內標混合器（部件號136708－00），如下圖所示，可大大地簡化該過程。它采用了兩根蠕動泵管，桔黃色／綠色代表內標管，桔黃色／桔黃色代表樣品管，內標管進樣量大約相當于樣品管進樣量的20％。按以下步驟建立內標法：．選擇內標元素。最長用的元素為Y，因為它通常不會出現在典型的樣品中。確定將要采用的內標元素的譜線。請記住：一般來說分析牽涉到IRIS光譜儀所使用的兩條狹縫。因此，為了得到同時測定（因為只有同時測定才能體現出內標法的優(yōu)點），至少在每一條狹縫上都應有一條譜線。Vis狹縫最常用的譜線為Y371.030nm，Uv狹縫譜線為Y224.306nm。在Y224.306nm處譜線受到來自Cu224.261nm譜線的潛在干擾。．按前面所介紹的那樣，建立分析方法。必須確保內標元素在本方法中被選擇，并確保所有需要的譜線均已選擇好（檢查是否已標有標記）。．點擊Method→InterrialStandards將顯示如下圖所示的內標元素對話框。．點擊SelectInterrialStds，打開元素周期表，選擇內標元素及其譜線。請記住每個狹縫至少應選擇一條譜線。．點擊<OK>，關閉對話框。．此時內標元素及其譜線自動添加到內標譜線框中。選擇并添加與內標譜線波長范圍相對應的譜線。切換波長為：238nm。．嚴格采用相同濃度的內標溶液。至此內標法建立完成，即可按照常規(guī)方法運行標準和樣品。時序掃描時序掃描通常用于SSEA（固體進樣系統(tǒng)）或離子色譜等非常規(guī)的進樣系統(tǒng)中。對于SSEA來說，可以通過時序掃描研究不同材料中各個元素的熔出曲線，從而確定預燃時間和積分時間。在同離子色譜聯用時，通過時序掃描還可以研究和判斷不同金屬元素洗脫的順序和保持的時間。如果正確選擇色譜柱，能夠測量諸如CrⅢ和CrⅥ等不同價態(tài)的離子。首先按前面所介紹的那樣，建立分析方法。點擊RunTimeScan圖標，打開如下對話框：選擇所要測定的波長，Uv或Vis；輸入樣品清洗時間、信號容量百分比、測定次數、每次測定的時間，點擊RUN運行。得到一條關于時間/強度的曲線，如下圖所示：通過設置Gate1和Gate2，可以求得積分面積。點擊一階導數圖標，可以使曲線進行切換，如圖所示：此圖是對于一定濃度的標準溶液而言。對于離子色譜或SSEA而言，其一階導數曲線如下圖所示。通過一階導數曲線來判斷信號峰值所對應的時間，或通過設置Gate1和Gate2，求得積分面積，從而進行定量分析。第七章優(yōu)化分析條件優(yōu)化是通過改變儀器的各項參數（主要包括蠕動泵泵夾優(yōu)化、霧化氣壓力、RF功率等），使光強最大而噪聲最小，從而得到最好的分析結果。蠕動泵泵夾優(yōu)化調節(jié)步驟如下：安裝泵夾，并使其就位。（最好把全部泵夾都安裝好，以免泵夾傾斜。）通過等離子體控制面板，設置霧化氣壓力為：30Psi。把樣品管放入到蒸餾水中，觀察蒸餾水流動情況。調節(jié)泵夾的壓力扳手（前松后緊），使蒸餾水完全停止流動，再緊一下，這時壓力最佳。調節(jié)廢液管泵夾，使其壓力稍大于或等于樣品管壓力即可。（可通過等離子體控制面板設置泵速為100rpm，觀察排廢液情況。）注：泵夾壓力設置錯誤會導致分析質量變差。如果太松，由于部分樣品自由吸入將造成結果漂移；如果太緊，來自泵管的脈動會使分析精度下降。霧化氣壓力優(yōu)化霧化氣壓力決定氬氣通過霧化器的速度，直接影響樣品引入的速度和霧化的均勻性