Das ICP-OES Prinzip: Die Geheimnisse der Probe aufdecken

Wie der Name schon sagt, ist die Optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES oder ICP-AES) eine Technik, die ein Plasma verwendet und zur Analyse die optische Emission nutzt. Im Gegensatz zu vielen anderen Spektrometern wird die Probe jedoch nicht einfach zwischen Quelle und Detektor platziert. ICP-OES wird hauptsächlich für flüssige Proben verwendet, die zunächst in ein Aerosol umgewandelt und dann in das Plasma injiziert werden. Feste Proben können direkt analysiert werden, wenn ein Verdampfungsmittel zur Verfügung steht, z. B. Laserablation (LA-ICP-OES) oder elektrothermische Verdampfung (ETV). Die hohen Temperaturen im Plasma reichen aus, um die Probe in Atome zu zerlegen und die Energie für die Ionisierung und Anregung bereitzustellen.

Für die praktische Analyse mit OES müssen mehrere wesentliche Komponenten zur Verfügung stehen:
- Eine Energiequelle, um die Probe zu zerstäuben und die Atome anzuregen
- Ein Probenahmesystem zum Einbringen der Probe in das Plasma
- Hochauflösende Optik zur Beobachtung der Emissionen aus dem Plasma und zur Trennung und Isolierung der spezifischen Emissionswellenlängen für die zu messenden Elemente
- Ein Detektorsystem zum Messen der Intensität der Lichtemissionen
- Elektronik zur Erfassung der Detektorsignale und zur Steuerung der Funktionen des Spektrometers
- Ein Computer mit Software zur Berechnung und Anzeige von Emissionsspektren und Konzentrationen

Die Induktiv gekoppelte Plasma-Emissionsspektroskopie (ICP-OES) hat sich zur führenden Technologie für die Routineanalytik von flüssigen Proben sowie von Materialien entwickelt, die durch Auflösung oder Aufschluss leicht in eine flüssige Form gebracht werden können. Ihr Ursprung liegt in so genannten Spektroskopen und Spektrographen, die eine visuelle Auswertung der Spektrallinien auf einem Film ermöglichen, was viel Erfahrung und Zeit erforderte, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Die Entwicklungen in der Elektronik und Datenverarbeitung ermöglichten es, dass Mitte der 70er Jahre ICP-Geräte auf den Markt kamen, die dazu beitrugen, diese Hindernisse zu überwinden und den routinemäßigen Einsatz der optischen Emissionsspektrometrie im Labor zu ermöglichen.

In den letzten Jahrzehnten hat sich das ICP-OES dramatisch verbessert. Während die ersten kommerziell erhältlichen ICP-Maschinen auf zeitaufwändige sequentielle Messungen zurückgreifen oder durch den Einsatz von Photomultiplier Tubes (PMT) nur eine begrenzte Verfügbarkeit von Emissionslinien hatten, sind die heutigen ICP-Geräte dank moderner Halbleiterdetektortechnik in der Lage, große Spektralbereiche in kurzer Zeit gleichzeitig zu erfassen.

Dieses ICP-OES-Prinzip-Video bietet eine leicht verständliche Einführung in die Physik und die Technologie eines optischen Emissionsspektrometers in Bezug auf die ICP-Analyse. Detailliertere Informationen erhalten Sie, wenn Sie die unten aufgeführten Whitepaper anfordern.
ICP-OES Spektrometer

SPECTRO ARCOS

  • Ein Spektrometer anstatt zwei: Das einzige Gerät mit MultiView-Plasmabetrachtung - axiale UND radiale Plasmabetrachtung in einem einzigen Gerät
  • ORCA-Optik: Simultane Erfassung des Spektrums in einem Wellenlängenbereich von 130 bis 770 nm mit bis zu 5x höherer Messempfindlichkeit als Echelle-Optiken - das Ergebnis: Klassenbeste Leistung im UV/VUV-Bereich
  • LDMOS-Generator: Bis zu 2.000 Watt Energie und robust genug, um spielend leicht flüchtige organische Verbindungen und hochaufgelöste Feststoffe zu bewältigen

    Kontakt aufnehmen | Angebot anfordern | Demo anfordern

    ICP-OES Analyzer SPECTRO ARCOS

SPECTROGREEN

  • Hochtransparentes optisches System: Höchste Messempfindlichkeit dank überlegener UV-Leistung und konstanter optischer Auflösung
  • Ersparnis von Tausenden Euro pro Jahr: Benötigt weder Spülgas noch ein Wasser-Kühlsystem
  • Schneller startklar: Weniger als zehn Minuten Aufwärmphase (zuvor mehr als 30) dank des neuen LDMOS-Generators

    Kontakt aufnehmen | Angebot anfordern | Demo anfordern

    SPECTROGREEN

SPECTROBLUE

  • Hochtransparentes optisches System: Höchste Messempfindlichkeit dank überlegener UV-Leistung und konstanter optischer Auflösung
  • Ersparnis von Tausenden Euro pro Jahr: Benötigt weder Spülgas noch ein Wasser-Kühlsystem
  • Schneller startklar: Weniger als zehn Minuten Aufwärmphase (zuvor mehr als 30) dank des neuen LDMOS-Generators

    Kontakt aufnehmen | Angebot anfordern | Demo anfordern

    ICP-OES Analyzer SPECTROBLUE

SPECTRO GENESIS

  • Mächtige Alternative zur sequenziellen ICP und FAA: Simultane Erfassung des Spektrums in einem Wellenlängenbereich von 175 bis 770 nm - bis zu 700 Proben können pro Tag analysiert werden
  • Niedrige Betriebskosten: Geringer Bedarf (0,5 L/min) an Spülgas, kein Wasser-Kühlsystem notwendig
  • Schneller startklar: Weniger als zehn Minuten Aufwärmphase (zuvor mehr als 30) dank des neuen LDMOS-Generators

    Kontakt aufnehmen | Angebot anfordern | Demo anfordern

    ICP-OES Analyzer SPECTRO GENESIS

Applikationsberichte und Whitepaper

ICP-OES-Plasmabetrachtungs-Techniken im Vergleich: Axial, Radial, Dual, MultiView und das neue Dual Side-On 

Dieses Whitepaper erläutert die grundsätzliche Funktionsweise der verschiedenen Technologien und erklärt, warum das Plasma-Interface für den jeweiligen Anwendungsfall ein wesentliches Auswahlkriterium darstellt.

Wie neue Spektrometer-Technologien Betriebskosten substanziell senken 

Dieses Whitepaper untersucht, wie technische Innovationen im Bereich der ICP-OES-Technologie die Kosten signifikant reduzieren und gleichzeitig die Leistung verbessern können.

Welche Spektrometer-Optiktechnologie bietet die bessere Leistung – Echelle oder ORCA? 

Dieses Dokument geht auf die wesentlichen Vor- und Nachteile beider Ansätze ein. Es legt außerdem dar, warum ORCA – obwohl es scheinbar weniger weit verbreitet ist als die Echelle-Technologie – in vielen Anwendungsbereichen objektiv die bessere Leistung erbringt.

Die heutige Relevanz der Elementanalytik

Die Elementanalyse spielt in vielen Bereichen des heutigen Lebens eine wichtige Rolle

Unternehmen, die Rohstoffe produzieren oder verarbeiten, benötigen eine zuverlässige Qualitätskontrolle sowohl ihrer Ausgangsstoffe als auch ihrer Endprodukte und setzen in vielen Fällen auch Spektralanalysegeräte zur Überwachung ihrer Prozesse ein. Forschungs- und Entwicklungsabteilungen benötigen flexible Analysetechniken, um ihren sich ständig ändernden Anforderungen gerecht zu werden. Darüber hinaus müssen auch Abfälle und Abwässer vor der Deponierung oder Freisetzung in die Umwelt auf die Einhaltung der nationalen Vorschriften überprüft werden.

Die Ölindustrie verwendet die Elementanalyse nicht nur, um die Produktion ihrer Kraftstoffe, Öle und Zusatzstoffe selbst zu überwachen, sondern auch, um die Wirksamkeit ihrer Produkte zu untersuchen, indem sie den Verschleißmetallgehalt und den Additivverbrauch in Altölen analysiert. Letzteres ist auch für Menschen und Unternehmen von großem Interesse, die den Zustand ihrer gut geölten Maschinen überwachen, z. B. Turbinen zur Energieerzeugung oder Motoren in Frachtschiffen und anderen Großfahrzeugen.

In der Landwirtschaft wird die Elementanalyse häufig zur Überprüfung des Bodenzustandes verwendet, um sowohl die Art als auch die Menge des Düngers zu bestimmen, der zur Verbesserung der Qualität und des Ertrags der Ernte benötigt wird. Auch die fertigen Lebensmittel selbst müssen auf toxische Elemente überprüft werden. Zu weiteren Anwendungen im Bereich des Gesundheitswesens zählen die Überwachung von Trinkwasser, die Analyse toxischer Elemente in Medizinprodukten und die Untersuchung der Freisetzung von toxischen Metallen und metallischen Allergenen aus Spielzeug und Kleidung.

Weitere Informationen finden Sie auf der ICP-OES Übersichtsseite.