赛默飞 iCAP 7400 ICP-OES如何进行内标法或外标法的定量分析?

赛默飞 iCAP 7400 ICP-OES 是一款广泛应用于多领域元素分析的电感耦合等离子体发射光谱仪,其具备高灵敏度、宽动态范围、良好的基体适应性等技术优势。为实现对样品中目标元素的准确定量分析,该仪器常采用两种基本的定量方法:外标法与内标法。二者各有特点,适用于不同的样品性质和分析需求。本文将围绕这两种方法的原理、操作流程、在 iCAP 7400 系统中的实现方式以及实际应用中的注意事项等方面展开详细阐述。

一、外标法的定量分析原理与应用

外标法是定量分析中最常用的方法之一,其基本原理是通过测量一系列已知浓度的标准溶液的信号强度,建立浓度与信号强度之间的关系曲线(即标准曲线),然后将未知样品的信号强度代入该曲线中,求得其浓度。

(一)外标法的操作步骤

  1. 制备标准溶液
    按照预期检测元素的浓度范围,配制不同浓度梯度的标准溶液,一般不少于三个点,常用五点或七点建立标准曲线。

  2. 仪器参数设定
    在 iCAP 7400 软件中选择目标元素的最佳发射谱线,同时设置雾化器流速、等离子体功率、读取时间、背景校正等参数,确保每次测量稳定可靠。

  3. 测定标准溶液信号强度
    依次将各浓度标准溶液注入仪器,记录其发射强度并输入软件中。

  4. 建立标准曲线
    系统会自动根据信号强度与浓度对应关系绘制曲线,并计算回归方程及相关系数,检验其线性度。

  5. 测定未知样品
    经过同样的处理流程,将待测样品引入仪器,获取信号强度,通过标准曲线换算出浓度。

(二)外标法的优点

  • 操作简便,适合样品基体较为单一或经过充分处理的情况。

  • 在浓度范围内具有较好的线性响应,适合大批量样品检测

  • 标准曲线可重复使用,提升效率。

(三)在 iCAP 7400 中的应用特点

iCAP 7400 软件内置标准曲线自动生成模块,支持多点拟合、多元素同时定量分析,并可根据不同样品自动进行背景校正、漂移修正和谱线干扰排查,极大提升外标法的应用精度。


二、内标法的定量分析原理与优势

内标法是在样品和标准溶液中加入一种或多种与被测元素性质相似、但样品中不含的元素,作为内标元素。通过测量被测元素与内标元素的信号强度比值,来消除样品基体效应、信号波动、雾化效率等因素对测量结果的影响。

(一)内标法的操作流程

  1. 选择内标元素
    内标元素应在样品中不存在或浓度极低,同时其谱线应避开目标元素的谱线和背景干扰,且物理性质与待测元素尽可能接近,如原子半径、第一电离能等。

  2. 制备内标混合标准溶液
    在所有标准溶液和样品溶液中加入相同浓度的内标元素,保持一致性。

  3. 设定内标分析程序
    在 iCAP 7400 的软件界面中设定内标元素的谱线波长,软件会自动将目标元素与内标元素的强度比值作为最终的分析数据来源。

  4. 建立标准曲线
    以目标元素与内标元素强度比为纵轴,标准溶液浓度为横轴,绘制内标校正曲线。

  5. 测量样品并计算浓度
    对样品进行测量后,软件将提取目标与内标的强度比并代入标准曲线中,输出浓度结果。

(二)内标法的优势

  • 抗干扰能力强
    能有效克服样品雾化效率、喷雾不稳定、温度波动等引起的信号漂移。

  • 适应复杂基体
    在土壤、矿石、废水等复杂样品中尤为有效,提升定量精度和重现性。

  • 长期分析稳定性好
    适合大批量连续测样,减少人为和环境误差对结果的影响。

(三)在 iCAP 7400 中的具体实现

该仪器配套软件提供内标元素选择推荐功能,并自动处理内标校正运算。用户可设定多个内标用于不同元素,甚至支持多元素共享同一内标,提升分析效率。系统还支持自动监控内标信号变化,发现异常时自动提示用户,确保数据有效性。


三、外标法与内标法的对比与选择

对比项目外标法内标法
适用对象基体单一或稳定的样品基体复杂或长时间分析的样品
操作简便性较高略复杂,需要添加内标元素
分析精度较高,但受环境影响较大更高,可有效抵消系统性误差
成本控制成本较低内标元素需额外采购,成本略高
自动化程度高(配合 iCAP 软件)
推荐场景一般环境样品、大批量检测高基体干扰样品、痕量分析

四、实际分析中的方法选择建议

  • 若样品经充分消解且浓度适中,建议使用外标法,可快速建立曲线,操作简单,适合日常常规分析。

  • 若样品基体复杂,尤其是土壤、矿石、工业废液等高盐或有机基体样品,建议采用内标法,提高抗干扰能力与结果稳定性。

  • 对于微量元素或超痕量分析,如水质中铅、镉、汞等,优先考虑内标法,以避免信号不稳定对结果产生误差。

  • 若需长时间连续运行仪器(如夜间自动测样),采用内标法有助于修正系统漂移,保障数据一致性。


五、注意事项与方法优化

  1. 内标元素选择需谨慎
    应确保内标元素不干扰目标元素的谱线,且在样品中无天然存在或含量极低。

  2. 标准溶液配制应精确
    不论内标或外标,标准溶液的浓度准确性决定了分析结果的可信度。

  3. 仪器稳定性需保障
    定期维护炬管、雾化器、泵管等部件,保持雾化效率与信号稳定。

  4. 多谱线验证
    对于重要元素,可选用多个谱线检测,以降低偶发干扰的风险。

  5. 定期校准与漂移监测
    iCAP 7400 提供标准溶液漂移监控功能,应合理设置校准频率。

  6. 基体匹配与稀释优化
    样品基体与标准溶液需保持一致性,必要时对高盐或高浓样品进行稀释处理。


六、总结与展望

赛默飞 iCAP 7400 ICP-OES 作为一款成熟的多元素分析平台,在支持外标法与内标法方面功能完备,灵活适应不同分析需求。外标法适合日常批量检测任务,而内标法则为高精度分析与复杂样品提供保障。通过合理选择与应用这两种方法,结合软件智能功能与科学的实验设计,分析人员可最大限度地提高实验数据的准确性、稳定性与重现性。

随着分析技术的发展与仪器智能化水平的提升,未来ICP-OES定量分析方法将更加多样化与个性化,内外标结合、标准加入法、多元校正算法等将成为进一步提高定量准确度的重要方向,而 iCAP 7400 的开放平台与强大处理能力也为这些进阶方法的实施提供了有力支持。


黑马仪器网   浙江栢塑信息技术有限公司

本公司的所有产品仅用于科学研究或者工业应用等非医疗目的,不可用于人类或动物的临床诊断或治疗,非药用,非食用,收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

浙ICP备19042474号-14