Атомно-эмиссионная спектроскопия

Атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС) – это способ определения элементного состава вещества по оптическим линейчатым спектрам излучения атомов и ионов анализируемой пробы, возбуждаемым в источниках света. В качестве источников света для атомно-эмиссионного анализа используют пламя горелки или различные виды плазмы, включая плазму электрической искры или дуги, плазму лазерной искры, индуктивно-связанную плазму, тлеющий разряд и другие.

Исторически первые наблюдения испускания излучения с использованием спиртового пламени были сделаны в начале XIX века Брюстером, Гершелем, Талботом и Фуко; Талбот даже предположил, что эмиссионная спектрометрия пламени сможет заменить «трудоемкие методы химического анализа». Их результаты послужили основой дальнейшей работы Бунзена и Кирхгофа и могут рассматриваться как действительное начало эмиссионной спектроскопии.

Во второй половине XIX века работы Грукса, Райха и Рихтера, Янсена, Чемпиона, Пелле и Гренье подтвердили растущий интерес к спектроскопии пламени. В 1877 г. Ги сконструировал пневматический распылитель для контроля за количеством пробы, вводимой в пламя, и показал, что интенсивность излучения пропорциональна количеству пробы. Началом спектроскопии в ее современном виде можно считать работу Ландергарда 1928 г. Он использовал пламя ацетилен-воздух и пневматический распылитель и смог построить градуировочные графики для количественного анализа. Первый коммерчески доступный пламенный эмиссионный спектрометр был выпущен Сименсом и Цейсом в середине 1930-х. В 1955 г. вышла в свет первая монография на эту тему – «Фотометрия пламени» – написанная Рамиресом Муньосом.

В начале 1960-х появились сообщения об аналитическом применении различных типов плазм, а в 1970-х появились первые коммерческие эмиссионные спектрометры, использующие плазменные источники излучения. В настоящее время индуктивно-связанная плазма является наиболее широко используемым источником излучения благодаря своим стабильным характеристикам, которые можно с успехом контролировать.

Agilent Technologies является правопреемником одного из разработчиков метода, который в свое время внес большой вклад в его развитие, успешно применив ряд инноваций, позволивших серьезно расширить возможности метода, повысить надежность, производительность и простоту эксплуатации коммерчески выпускаемых спектрометров, которые до сих пор не имеют альтернативы на рынке. Выпущенный в 2014 году новый коммерчески доступный атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой Agilent 5100 ICP-OES является на сегодняшний день лучшим спектрометром на рынке.

Кроме того, специалисты компании, работая и изучая новые источники излучения, с успехом применили микроволновую плазму (молекулярную азотную плазму) в качестве источника возбуждения эмиссии атомов; показали, что данный источник обладает не менее высокой стабильностью в сравнении с аргоновой плазмой и, главное, является гораздо более дешевым по сравнению с последним, так как плазмообразующий газ, азот требуемой чистоты легко можно получать из воздуха на месте анализа.

Так, в 2011 году начался серийный выпуск первого в мире коммерчески доступного атомно-эмиссионного спектрометра с микроволновой плазмой Agilent 4100 MP-AES, который сразу покорил пользователей своей доступностью, универсальностью и надежностью. В 2014 году конструкция прибора претерпела модернизацию, и была выпущена его вторая модификация Agilent 4200 MP-AES, которая превосходит первую по чувствительности, долговременной стабильности, а также спектру анализируемых объектов.