Optická emisní spektroskopie indukčně vázaného plazmatu ICP - OES

Podstata optické emisní spektrometrie – OES (někdy též atomové emisní spektrometrie AES), je založena na dodání takové energie vzorku (působením vysokých teplot), že dojde k jeho rozložení na atomy a ionty. Ty jsou dále převedeny do vzbuzeného stavu. Při přechodu těchto částic na nižší energetické hladiny dojde k vyzáření elektromagnetického záření vlnových délek, které jsou charakteristické pro jednotlivé prvky.

Indukčně vázané plazma ICP (Inductively Coupled Plasma) je využíváno v chemické analýze od poloviny 60. let 20. století. Argonové plazma o teplotě 6 000 – 10 000 K je udržováno za pomoci střídavého vysokofrekvenčního magnetického pole v plazmové hlavici. Ta je tvořena soustavou tří koncentrických křemenných trubic, kterou proudí argon a je umístěna koaxiálně v indukční cívce. Vnější plazmový plyn je nositelem výboje, střední plazmový plyn izoluje plazma od prostřední trubice a nosný plyn transportuje vzorek (aerosol). Vysokofrekvenční generátor dodává prostřednictvím cívky potřebnou energii k udržování plazmatu, atomizaci, exitaci a ionizaci vzorku.

Prakticky všechny vzorky měřené technikou ICP-OES je třeba před analýzou převést do roztoku. Jeho transport do plazmatu probíhá obvykle pomocí peristaltické pumpy (někdy se také označuje jako peristaltické čerpadlo). Jeho pomocí se vzorek dostává do zmlžovače, který z původně kapalného vzorku vyrobí jemný aerosol a tato „mlha“ kapiček roztoku a je proudem argonu unášena do injektoru plazmové hlavice.

Při vstupu analyzovaných prvků do plazmatu dochází k vybuzení jejich emisních čar. Aby bylo možné využít těchto emisních čar pro analytické účely, je třeba odvést vznikající záření do spektrometru rozdělující záření na jednotlivé vlnové délky do formy emisního spektra. Intenzita světla o dané vlnové délce odpovídající koncentraci daného prvku je pak měřena na detektoru. ICP OES slouží ke stanovení obsahu stopových, minoritních i majoritních prvků v analyzovaných vzorcích. Tato technika umožňuje stanovovat téměř všechny prvky periodické tabulky s citlivostí od jednotek ppb po stovky ppm.