Trong lĩnh vực môi trường, việc phân tích các nguyên tố trong mẫu môi trường là rất quan trọng. Trong bài viết trước đây, chúng ta đã tìm hiểu về hệ thống ICP-MS – phương pháp phân tích nguyên tố thông qua sự sử dụng của máy phân tích khối phổ. Tuy nhiên, còn có một hệ thống khác cũng có tính năng tương tự, có thể là giải pháp thay thế hiệu quả hơn, đó là Máy Quang Phổ Phát Xạ Plasma kết hợp cảm ứng ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy).
Máy quang phổ phát xạ Plasma kết hợp cảm ứng ICP-OES là gì?
ICP-OES là hệ thống kết hợp giữa quang phổ phát xạ plasma và cảm ứng. Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như ICP-MS. Plasma sẽ kích thích các nguyên tử và ion trong mẫu. Khi được kích thích, các electron của nguyên tử hoặc ion sẽ nhảy từ mức năng lượng thấp lên mức cao hơn. Khi các electron này trở về trạng thái ban đầu, năng lượng sẽ được phát ra dưới dạng photon. Các photon này có bước sóng đặc trưng cho từng nguyên tử tương ứng.
Mỗi nguyên tố có thể có nhiều mức kích thích và thư giãn khác nhau, do đó sẽ có nhiều bước sóng đặc trưng tương ứng. Hệ thống ICP-OES tận dụng các bước sóng đặc trưng của từng nguyên tố để xác định và định lượng chúng.
Máy quang phổ phát xạ Plasma kết hợp cảm ứng ICP-OES và ứng dụng của nó
ICP-OES là một phương pháp phân tích nguyên tố được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm môi trường, luyện kim, địa chất, hóa dầu, dược phẩm, nghiên cứu vật liệu và an toàn thực phẩm. Kỹ thuật này có thể áp dụng cho nhiều loại mẫu khác nhau như chất lỏng, chất rắn, nước và hợp chất hữu cơ với đặc điểm có độ nhiễu nền cao. Tuy nhiên, để thực hiện quá trình phân tích chính xác, một số loại mẫu cần phải được chuẩn bị đặc biệt hoặc sử dụng các phụ kiện phù hợp.
Công nghệ hệ thống ICP-OES
Hệ thống ICP-OES là một kỹ thuật phân tích nguyên tố sử dụng phân tích phổ phát xạ của các nguyên tố được kích thích trong plasma nhiệt độ cao. Mẫu được đưa vào plasma và hệ thống quang học (máy quang phổ) được sử dụng để phân tách các bước sóng ánh sáng đặc trưng của nguyên tố. Các tín hiệu ánh sáng được tập trung vào máy dò và được xử lý để xác định hàm lượng nguyên tử.
Một thiết bị ICP-OES bao gồm bốn thành phần cơ bản: hệ thống thu mẫu, nguồn kích thích (plasma), máy quang phổ (chọn bước sóng) và máy dò.
Plasma trong hệ thống ICP-OES
Plasma là thành phần quan trọng trong hệ thống ICP-OES. Để quá trình phát xạ có thể xảy ra, dung môi trong mẫu phải được làm bay hơi và các phân tử phải được chuyển thành các nguyên tử. Plasma trong hệ thống ICP-OES có thể lên tới nhiệt độ cực cao, thậm chí lên đến 10.000°C. Plasma tạo ra một ngọn lửa cao nhiệt để kích thích các nguyên tử và ion trong mẫu.
Hệ thống phát RF trong ICP-OES
Hệ thống phát tần số vô tuyến (RF) được sử dụng để tạo ra và duy trì plasma trong ICP-OES. RF giúp phân tách hoàn toàn hầu hết các dạng tồn tại trong mẫu, từ đó giảm thiểu sự hình thành oxit và các can thiệp hóa học khác.
Máy phát RF có khả năng điều chỉnh điều kiện trong plasma phù hợp với các biến thiên của mẫu hoặc ma trận mẫu khác nhau. Có hai phương pháp chính để điều khiển và kết hợp máy phát RF: điều khiển bằng pha lê và chạy tự do.
Kết luận
ICP-OES là một công nghệ phân tích nguyên tố tiên tiến, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định và định lượng các nguyên tố trong môi trường. Với sự kết hợp giữa máy quang phổ phát xạ Plasma và cảm ứng ICP-OES, kỹ thuật này đem lại nhiều ưu điểm vượt trội về độ chính xác, tốc độ và dải động so với các phương pháp khác.
Hãy truy cập dnulib.edu.vn để tìm hiểu thêm về các công nghệ, thiết bị và ứng dụng trong lĩnh vực môi trường.
