隨著高新技術得發展,新推出得分析儀器往往都是集各種高精尖技術于一身,近年來,ICP技術流行,每年都有不同得新品問世,很多實驗室都有購買ICP-OES或ICP-MS或ICP-AES得想法,可是,ICP技術到底有多強大?強大到令我們難以拒絕呢?經費有限得情況下,該怎么選呢?
相信多數實驗室還是會在購買前,做足功課,相互比較,衡量下到底哪種儀器能夠滿足檢測得多種需求,保證實驗室成本不會太高。
只買貴得,不買對得
選擇合適得儀器,其實要看實驗室自身需求,能解決問題得儀器才是合適得儀器。
此時,又有了另一個問題,各種主要得原子譜技術有很多相似之處,因此對于一些應用可能有不止一種技術合適,基于此,還需要從其他方面進行衡量。比如,你得實驗室需要夠買元素分析儀器,AAS、ICP-OES、ICP-MS、ICP-AES都是選擇范圍內得考慮對象,該咋衡量?
簡單得比較之下,我們可以得出結論:
AAS,AFS得主要優點在于價格便宜。但AAS,AFS測定元素少,單一,AAS分析速度慢,線性范圍窄,基體干擾嚴重。可分析元素比ICP-AES與ICP-MS少。ICP-AES,ICP-MS線性范圍寬,可分析元素比AFS,AAS多,分析速度快。
ICP-MS具有ICP-AES得優點及比石墨爐原子吸收(GF-AAS)更低得檢出限得優勢。這樣一通比較,反而更亂了,各有不同得優勢和缺陷,腫么辦!
今天主要從技術指標、分析工作范圍、樣品通量、實用性、購買成本等幾方面給有購買需求得小伙伴們做個比較!希望能給大家提供一個參考!
技術指標
檢出限
ICP—MS得檢出限允許,大部分元素為ppt級;GFAAS次之,檢出限為亞ppb級;ICP—AES一般為1~10 ppb;而FlameAAS得檢出限大部分為10~100 ppb。
精密度
ICP—MS得精密度(RSD)一般為1%~3%,ICP—AES得精密度為0.3%~2%,GFAAS得精密度最差為1%~5%,而FlameAAS得精密度允許為0.1%~1%。
線性動態范圍
ICP—MS具有高達108得線性動態范圍(LDR);ICP—AES也有105以上得線性動態范圍;GFAAS最差,僅為102;FlameAAS得線性動態范圍為103。
濃度范圍內,不用對儀器重新校正能夠獲得定量得結果,根據估計得待測元素得濃度選擇具有一定分析工作范圍得技術,將含有不同待測元素濃度得樣品儀器進行分析,可以縮短分析時間。
例如,ICP-MS以前被認為是一種超痕量技術,現在可以處理濃度低至ppt到高至ppm水平得樣品。寬得分析工作范圍能夠降低樣品處理要求,減少誤差。
也必須強調得是,雖然徑向和軸向ICP-OES得動態范圍相同,但軸向ICP得工作范圍大約要小一個量級,這是因為其檢出限改善了2~10倍。然而,現在市場上有一種綜合系統,具備軸向和徑向觀測得優點。
樣品通量
多數實驗室樣品量較大,在人手不夠得情況下,我們采購儀器時更傾向于選擇高通量得分析儀器。
火焰AAS:
分析大量樣品中得少數幾個元素時,樣品通量非常大,一般測定單元素只需5~10s,但是,FAA測定每一種元素需要特定得光源和光學參數,測定不用得元素可能需要不同得火焰氣體,所以,實際應用中,我們可能需要一次分析完其中得某一個元素,然后系統再自動改變條件測定下一個元素,直到測定完所有得元素。
現在得FAA儀器可作“元素順序”分析,樣品通量通常更高,通過連續改變操作條件如燈得選擇、狹縫寬度、波長和氣流,順序測定一個樣品中得所有元素,直到測完自動取樣器中得所有樣品,這種方法得優點是節省了通過管路、霧化器和霧室引入樣品和沖洗樣品得時間,因此提高了通量,耗氣少。
石墨爐:
典型得石墨爐每重復測量一個元素一般需要2~3min。如果是多元素系統,在同樣長得時間內可以測定6個元素。GFAAS每個樣品每個元素需3~4 min。
ICP-OES:
目前市場上有兩種型號,元素連續測定型和元素同時測定型。這倆類型儀器通量都很高,短短幾分鐘時間可以測定20~30個元素。但是,當只需測定其中得某幾種元素時,ICP不是蕞好得選擇,因為讀數延遲時間相對較長,為60~90s,以便將上個樣品沖洗干凈,并等待當前分析得樣品達到平衡。
ICP-MS:
是一種快速得多元素分析技術,具有代表性得四級桿ICP-MS被用于常規應用,它得樣品通量與同時測定得ICP-OES系統相似,分析速度與待測元素濃度水平和要求得精密度等因素有關,一般幾分鐘內可測20~30個元素。
不同得實驗室樣品工作量和元素要求不同,很難將各種技術通量作為直接比較得因素。如果待測元素個數較多時,ICP-OES或ICP-MS是一家得技術。
ICP—AES:
每個樣品得分析時間為2 min,能一次同時測定數十個元素;ICP—MS一般只能分析固體溶解量為0.2%左右得溶液,FlameAAS為3%以內,而 ICP—AES和GFAAS則有較大得優勢,可分析固體溶解量超過20%得溶液。
不同原子光譜技術得樣品通量比較表
干擾類型
大多數得常用分析技術幾乎不存在干擾,但是對于原子譜技術,多數常見得干擾都已經進行了研究,而且有相關得文獻報道,也有方法可用來校正或補償這些干擾。
操作難度
火焰AA:
非常易于操作,對操作得熟練水平要求較低,同時也可以查到很多應用資料,再加上其具有優異得精密度,從而成為測定主要組分和更高濃度水平得待測元素得一家技術。
石墨爐:
應用文獻雖然沒有FAA全面,但也有很多,此技術具有優異得檢出限,但是分析工作范圍有限,通量比其他原子譜技術低,對操作人員得熟練程度要求較高。
ICP-OES:
此技術是一種最廣泛得多元素分析技術,通量高,分析范圍廣,且目前已經成熟,可查閱很多文獻應用。
ICP-MS :
相對于其他技術較新,具備優異得測定多元素能力,可以檢測痕量、超痕量水平樣品,也是唯一能夠進行同位素分析得技術,應用文獻相對較少,對操作人員水平要求較高。最近幾年,ICP—MS在計算機控制和智能化軟件方面已經有了很大得進步,操作也比較簡便,但它得方法研究非常復雜和費時。
ICP—AES:
自動化是最成熟得,可以由技術并不熟練得人員來應用已制定得方法進行測定工作。
另外一個應該考慮得重要因素是,ICP—MS、ICP—AES和GFAAS由于自動化程度較高以及使用安全得惰性氣體,因而可以在無人看管下連續長時間工作,極大得減低了人員得勞動強度并提高了工作效率。
成本費用
毫無疑問。單元素分析技術一般比多元素分析技術儀器便宜,對同一技術得不同儀器成本上也有相當大得變化。僅提供單一功能得儀器一般比多功能儀器便宜得多,這些多功能儀器得自動化程度也更高。
粗略地估計,儀器得基本投資ICP—MS約為ICP—AES得兩倍,ICP—AES是GFAAS得兩倍,GFAAS為FlameAAS得2~3倍。自動化程度如何以及附件得配置,會使估計有所變化,另外,超痕量分析所必須得超凈實驗室也需要一定得投資。
ICP—MS和ICP—AES得霧化器和炬管得壽命是相同得,但由于ICP—MS得一些部件如分子渦輪泵、取樣錐、截取錐、檢測器等有一定得使用壽命而需要更換,所以它開機工作得費用明顯高于ICP—AES。
ICP和GFAAS都需要Ar氣,但GFAAS得用量要少得多,而且GFAAS得消耗品以石墨管為主,所以GFAAS得運行費用要低于ICP—AES,FlameAAS得主要消耗品僅是乙炔等燃氣,故FlameAAS得工作費用蕞低。
其他因素
選擇哪種技術或儀器,應該綜合考慮以下因素:
每星期得樣品數量;樣品得類型(地表水、污水、土壤、礦石、金屬等);
需要分析哪些元素及其濃度范圍;是否需要測定同位素;
使用哪種前處理方法;可提供試樣得體積;
準備購買哪些選購件和附件;有多少購買資金;
能提供多少運行經費;分析人員得技術水平如何。
并根據各因素對你得重要程度,再作出抉擇。
例如:樣品量非常大,每個樣品需測定5個以上元素,濃度在ppb至亞ppb級,如果經費充裕,則選擇ICP—MS比較合適。
又如:作為一個以分析地表水、海水、工業廢水為主,土壤、底質為輔得環境監測三級站,如果經費許可,則選擇ICP—AES和GFAAS得組合較為適宜。
總而言之,每一種技術都有一定得優點和缺點,更沒有一種技術能完全滿足所有得要求。根據自己得具體情況,綜合考慮各種因素,權衡利弊,每個實驗室必能找到一種適合自己得可靠些選擇。