ICP光譜儀分析中基體干擾的機理及消除方法

ICP光源由于ICP溫度高和電子數密度高的原因，基體效應較小。但是，對于基體成分復雜的樣品，當基體含量與待測元素濃度相差很大時，將會產生各種干擾效應，使ICP光譜儀分析檢測限提高，選擇性變差。

所謂基體效應主要指共存組分對分析元素信號的影響，只有當基體與待測組分共存時才表現出來，不具有加和性。基體效應的存在會導致分析結果的準確度變差。基體效應包括光譜和非光譜的基體效應。光譜的基體效應是指ICP放電中連續背景發射。它是隨等離子體操作條件，引入樣品溶液的成分、酸度、粘度和表面張力改變而發生變化的。辛仁軒觀察到光譜背景與進樣量的比值隨進樣量的降低而有一定程度的增加。由于連續背景發射可能使分析線強度測量值產生正的偏差，因此對連續背景發射進行校正是必要的。非光譜的基體效應也是與分析物、干擾物的性質、操作參數、儀器類型及進樣方式等多種因素有關。

由于有機溶劑廣泛用于稀土的分離，以及對ICP光譜信號有一定的增敏作用，ICP光譜儀分析中常常有有機溶劑基體。有機溶劑也會帶來基體效應。有機溶劑導入ICP不僅會導致等離子體的激發特性，也會影響高頻發生器及矩管的壽命；有機溶劑對輸液管的要求也比水溶液高，既要求有高的抗溶劑腐蝕能力，又要求有足夠的柔軟性以便與蠕動泵相連。有機溶劑對激發溫度雖未產生明顯影響，但增大了待測物的傳質效率，且有利于待測物電離，所以有一定增敏作用。

雖然有機溶劑對稀土元素ICP光譜有一定增敏效應，但導入量太多會造成ICP放電不穩甚至猝滅，以及試劑分子熱解產物產生大量發射線造成的光譜干擾等咖。樣品中的酸及有機物有時也采取去溶裝置在進入ICP之前冷凝除去。

基體的抑制作用一方面是由于高濃度的基體存在增大了分析溶液的黏度和表面張力，降低了傳輸速率，從而降低分析信號．另一方面可能是阻擋效應的結果，即大量基體的存在阻擋了分析物粒子與電子的碰撞激發，降低了激發幾率，這些干擾因素是同時進行的。

一般認為：

1、在等離子體放電過程中，基體元素的激發、離子化需要消耗一定能量，由于能量消耗引起了激發溫度下降，導致了待測元素檢測結果偏低；

2、激發溫度的下降，導致譜線強度的減弱，從而產生基體抑制效應。基體抑制效應的原因可能是：大量基體進入等離子體，將消耗能量有限的ICP總能量的一部分。使待測元素粒子獲得激發能的機會減少；激發態的待測元素質點與激發態的基體質點之間可能發生能量的轉移，導致前者激發幾率的降低，這種物質的能量轉移既與基體的濃度，又與基體的光譜性質有關；

3、Ar亞穩態原子在ICP光源中的激發占有重要地位，因此，總激發能(激發能+電離能)接近Ar亞穩態原子的激發能的那些基體元素(如ca)可能成為待測元素質點從Ar亞穩態原子中取得能量的最大障礙。

基體干擾的消除

1、標準加入法

對于組成復雜的樣品共存元素濃度的變化往往引起背景水平的變化，共存組分的線光譜和帶光譜及各種形式的雜散光會使背景信號移動。標準加入法是一種不需要預先了解樣品基體的光譜而又能夠校正這些干擾和基體效應的方法，傳統的外推值標準加入法的缺點在于ICP的背景等效濃度BEC較高且不穩定。

2、預分離及預富集

對基體進行分離，對待測元素進行預富集不僅可以提高分析靈敏度、改善檢出限，更重要的是有助于消除和減小基體對分析元素的光譜干擾和非光譜干擾。

3、基體匹配法

所謂基體匹配法，就是使用來建立工作曲線的標準溶液與分析樣品溶液的主成分濃度和酸濃度匹配的方法。由于主成分相似，其對分析元素的非光譜干擾相似，用匹配的方法就可以扣除基體或主成分的非光譜干擾，在ICP-AES分析中應用比較普遍。