14.12 : İndüksiyonla Birleştirilmiş Plazma Atomik Emisyon Spektroskopisi: Esası

İndüksiyonla birleştirilmiş plazma (ICP), atomik emisyon spektroskopisinde (AES) en yaygın kullanılan plazma kaynağıdır ve aynı zamanda indüksiyonla birleştirilmiş-plazma optik emisyon spektroskopisi (ICP-OES) olarak da bilinir. ICP kaynağı, içinden argon gazının aktığı üç konsantrik kuvars tüpten oluşur. Bir Tesla bobininden çıkan kıvılcım, argonun iyonizasyonunu başlatarak yüksek sıcaklıklı bir plazma oluşturur.

Plazma kaynağında üretilen iyonlar ve elektronlar, radyo frekansı jeneratörü tarafından beslenen su soğutmalı bir indüksiyon bobini tarafından oluşturulan dalgalanan manyetik alanla etkileşir. Bu etkileşim, ohmik ısıtmaya yol açarak yüksek sıcaklıklı bir plazma oluşturur ve element analizi için optimal bir ortam sağlar. ICP-AES'te örnek tanıtımı, farklı yöntemlerle gerçekleştirilebilir; bunlar arasında konsantrik cam bir nebülizatör veya elektrotermal buharlaştırma yer alır. İlk yöntemde, örnek, yüksek hızda akan argon gazının yardımıyla Bernoulli etkisiyle taşınır ve plazmaya giren ince damlacıklar oluşturulur. İkinci yöntemde ise, örnek bir fırında buharlaştırılır ve ardından bir argon akımıyla plazmaya iletilir.

ICP spektrometreleri için yapılandırmalar radyal ya da aksiyel görüntüleme şeklinde olabilir. Yatay konumda, aksiyel görüntülemeye sahip plazma, yüksek hassasiyetli analizler için idealdir. Bu konfigürasyon, optikleri daha soğuk plazma kuyruğunun dikkate alınmasından koruyan benzersiz bir soğutulmuş koni arayüzü özelliğine sahiptir; bu, girişimlerin azaltılmasına ve sistemin yüksek çözünmüş katı maddelere karşı toleransının artmasına yardımcı olur. Dikey konumda, radyal görüntülemeye sahip plazma ise, yağlar, organik çözücüler, jeolojik/metal özütleri ve yüksek toplam çözünmüş katı madde çözeltileri gibi zorlu uygulamalar için uygundur.

İzotermal konturlar, örnek atomlarının gözlem noktasına ulaşmadan önce plazmadaki kalış süreleri boyunca deneyimlediği sıcaklık aralığını gösterir. Bu, daha tam atomizasyon ve daha az kimyasal girişim sağlar. AES'teki ICP kaynağı, kimyasal olarak inert atomizasyon, uniform sıcaklık dağılımı, geniş bir konsantrasyon aralığında doğrusal kalibrasyon eğrileri ve önemli iyonizasyon gibi birçok avantaj sunar. Bu özellikler, ICP-MS uygulamaları için mükemmel bir seçim olmasını sağlar.