引言
珀金埃爾默Avio® 3000 ICP-OES采用垂直方向的等離子體，并配備由計算機與軟件控制的雙向觀測光路系統(tǒng)，可在單一方法中實現(xiàn)任意波長在徑向、軸向或混合觀測模式下的使用。
核心優(yōu)勢
• 優(yōu)異的基質(zhì)耐受性與穩(wěn)定性
• 更低的檢出限
• 減少維護與停機時間
• 準確測量低濃度與高濃度樣品
• 更寬的線性范圍
徑向等離子體觀測
在徑向觀測模式下，光譜儀從側(cè)面觀測等離子體，通過狹縫對等離子體發(fā)射光進行成像，如圖1所示。觀測高度可根據(jù)特定基質(zhì)、元素或樣品類型進行優(yōu)化。
圖1.Avio 3000 ICP-OES的徑向觀測等離子體示意圖
徑向觀測的優(yōu)勢包括：
很大程度減少樣品基質(zhì)效應(yīng)，以及相比軸向觀測能夠測量更高濃度。
這兩項優(yōu)勢均源于對等離子體更小截面的觀測：
由于僅觀測等離子體的一小部分，基質(zhì)效應(yīng)和靈敏度均降低，從而減少信號抑制、降低光譜干擾，并能準確測量高濃度元素——這些元素在軸向觀測下易飽和或產(chǎn)生非線性響應(yīng)。
這些優(yōu)勢使徑向觀測特別適用于需要準確測量高濃度或高基質(zhì)樣品中基體元素的應(yīng)用，如合金分析和電鍍液分析。
軸向等離子體觀測
與徑向觀測不同，軸向觀測從頂部沿縱向直接通過中心通道觀測等離子體，如圖2所示。這意味著對等離子體的采樣區(qū)域更大，從而增強分析物信號，相比徑向觀測能夠更準確地測量更低濃度。然而，在任何ICP儀器上進行軸向觀測也存在缺點：基質(zhì)抑制效應(yīng)增強，且可能面臨更多水平的光譜干擾。盡管如此，在需要測量低濃度或弱發(fā)射線元素時，軸向觀測仍具優(yōu)勢。
圖2.Avio 3000 ICP-OES的軸向觀測等離子體示意圖
圖3展示了關(guān)閉等離子體尾焰切割功能時，吸入1%釔的等離子體狀態(tài)。藍色區(qū)域為正常輻射區(qū)，紅色區(qū)域為溫度較低的尾焰區(qū)，此處存在自吸收現(xiàn)象——即藍色區(qū)域激發(fā)態(tài)原子釋放的輻射會被紅色低溫區(qū)基態(tài)原子吸收。在徑向觀測等離子體時，由于尾焰不在光路中，該現(xiàn)象不會對檢測造成影響。
圖3.未開啟等離子體尾焰切割功能時含1%釔的等離子體輻射狀態(tài)，藍色區(qū)域為正常輻射區(qū)，紅色區(qū)域為低溫尾焰區(qū)。尾焰區(qū)引發(fā)的自吸收效應(yīng)可能導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差
PlasmaShear：減少維護與軸向觀測干擾
為消除軸向觀測期間的干擾，必須去除等離子體的冷尾焰以防止自吸收。在實現(xiàn)這一目標上，沒有儀器比Avio 3000 ICP-OES更有效、可靠且經(jīng)濟。其他ICP-OES儀器可能需要使用高達4L/min的氬氣并結(jié)合取樣錐來去除尾焰，而Avio獨有的PlasmaShear™技術(shù)1僅需使用空氣。無需電離抑制劑或錐體——這是一套完全集成、全自動的干擾消除系統(tǒng)，可實現(xiàn)無干擾的軸向分析。
為消除低溫尾焰對檢測的不利影響，Avio 3000采用空氣剪切氣流(如圖4所示)將尾焰移出光路。這一簡潔設(shè)計帶來多重實際優(yōu)勢：首先，尾焰在接近光學(xué)系統(tǒng)入口前即被清除，顯著降低了光學(xué)元件腐蝕或樣品沉積的風(fēng)險；其次，大多數(shù)實驗室均配備壓縮空氣源，無需額外成本；若實驗室無現(xiàn)成氣源，亦可使用空氣壓縮機產(chǎn)生剪切氣流。相較于傳統(tǒng)方案，該技術(shù)不僅減少維護需求、提升分析可靠性，更在無需氬氣的情況下實現(xiàn)了更低的運行成本。
圖4.Avio 3000 ICP-OES中PlasmaShear技術(shù)工作示意圖
如圖4所示，紅色尾焰被消除，切割氣形成極薄的邊界層。對比圖3與圖4，紅色區(qū)域光路長度的差異顯而易見。配備PlasmaShear的Avio 3000 ICP-OES確保了軸向觀測等離子體可實現(xiàn)更寬的線性動態(tài)范圍。其他ICP可能需要使用高達4L/min的氬氣去除尾焰，而Avio獨特的PlasmaShear技術(shù)僅需空氣。這是一套完全集成、全自動的干擾消除系統(tǒng)，提供無干擾的軸向分析。
雙向觀測：兼收并蓄
對于ICP-OES進行的各類樣品分析，徑向或軸向觀測均無法滿足所有需求，這正是雙向觀測的價值所在。“雙向觀測”指通過軟件控制的反射鏡，在單一方法中實現(xiàn)軸向與徑向兩種觀測方式，用戶可為方法中各元素分配合適的觀測模式。雙向觀測兼具兩種模式的優(yōu)勢：低濃度元素可用軸向觀測測量，高濃度元素則用徑向觀測測量。
如此，Avio 3000的線性范圍得到有效擴展。若在軸向觀測中存在干擾(光譜或基質(zhì))，該元素可在徑向觀測下使用相同波長(若靈敏度足夠)或選用更靈敏的譜線進行測量。
參考文獻
1."PlasmaShear Technology for ICP-OES: Where Linearity Meets Low Maintenance", PerkinElmer Technical Note, 2026.
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