实验分析仪器--ICP-MS ICP-OES 及 AAS 的功能对比

2022.2.07

ICP-AES ,AAS, ICP-MS 已经成为现代分析的主要手段，

如果三者选其一究竟选那种是

明智之举，

这里简要论述这三种技术，并指出如何根据你的分析任务来判断其适用性的主

要标准。对于拥有 ICP-AES 技术背景的人来讲， ICP-MS 是一个以质谱仪作为检测器的等离

子体（ ICP） ,而质谱学家则认为

ICP-MS 是一个以 ICP 为源的质谱仪。事实上，

ICP-MS 和

ICP-MS 的进样部分及等离子体是及其相似的。

ICP-AES 测量的是光学光谱（165－800nm），

ICP-MS 测量的是离子质谱，提供在 3－250amu 范围内每一个原子质量单位

（amu）的信息，

因此， ICP-MS 除了元素含量测定外，还可测量同位数。

检出限

仪器检出限备注
ICP －AES 1－ 10PPb 几乎不受其它因素影响
ICP —MS PPt ICP － MS 的 PPt 检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯
溶液而言，若涉及固体中浓度检出限，由于 ICP－ MS 的耐盐量差，它的检出限会变差 50 倍，（ Ca、Fe、K 、Se）有严重干扰也将恶化其检出限
AAS PPb 只有配备石墨炉情况下，如考虑到只能用原子线，它的实
际检出限不如 ICP－ AES
干扰
仪器干扰解决办法

ICP －AES 1.光谱干扰2.基体效应
3.电离干扰
ICP —MS 1.质谱干扰 2.基体酸干扰
3. 双电荷离子干扰
4. 基体效应
5. 电离干扰
6. 空间电荷效应
AAS 1.光谱干扰2.背景干扰
3. 气相干扰
4. 基体效应
用高分辨率的光谱仪，干扰元素效正，动态背景效正用内标和基体匹配法
选用分析条件等
用一些相关技术
试液通常用 HNO3 配制将系统最佳化
用内标和基体匹配法
对第和第Ⅰ和第Ⅱ族加以控制

用背景效正仔细设定条件仪器性能
基体改性剂和热注射

使用难易
仪器日常工作自动化来讲备注
ICP －AES 最成熟由技术不熟练的人员来应用 ICP－ AES 专家制定的方法
ICP— MS 操作较为复杂常规分析前仍需技术人员进行精密调整
AAS 调整很繁琐常规工作比较容易，制定方法仍需相当熟练的技术样品的总固体溶解量 TDS
仪器样品最高浓度备注

ICP －AES	最高可以分析	30％的盐溶液	常规分析 10%-20%TDS 的溶液
ICP— MS AAS	短期内可分析	0.5％的溶液	常规分析 0.2％ TDS 的溶液

线性动态范围 LDR
仪器 LDR 线性动态范围备注
ICP － AES 具有 105 以上的 LDR 且抗盐份能力强可进行痕量及主量元素的测定

ICP— MS 超过 105 以上的 LDR 高基本浓度会导致许多问题
应用的主要领域在痕量 /超痕量分析。

AAS LDR 限制在 102－ 10³ 不宜分析高一些浓度分析精密度
仪器短期精密度长期精密度（几个小时）
ICP － AES 0.3－ 2％ RSD, 3％ RSD.
ICP— MS 1－ 3％ RSD 5％ RSD.
AAS 0.5－ 5％ RSD, 不在于时间而视石墨的使用次数而定。样品分析能力
仪器最合适分析元素数及浓度典型的分析时间
ICP － AES 每个样品 5－ 20 个元素，含量为亚 ppm 至％每个样品所需的时间为 2 或 6
分钟，
ICP— MS 样品需测 4 个以上的元素，在亚 PPb 及 ppb 含量每个样品小于 5 分钟
AAS 每个样品测定 1－ 3 个元素，元素浓度微量每个样品中每个元素 3－ 4 分钟
费用
仪器运行费用基本费用
ICP － AES 氩气费用＋易损件低仪器自动化程度（速度，附件）
ICP— MS 氩气费用＋寿命配件＋易损件高
AAS 氩气费用＋寿命配件＋易损件低
必须注意到寿命配件，易损件及附件的配置因供应商不同价格相差 10－ 15 倍不等。概要
对购买哪一种仪器要根据你现在及将来工作的需要，将有助于你作出决定。
必需记着！没有一种技术能满足你所有的要求，这些技术是相互补充的，永远存在某一种技术稍优于另一种技术的地方。表 2 是这三种技术简单比较
ICP-MS, ICP-AES, GFAAS 的简单比较表 2
技术 ICP-MS ICP-AES 火焰 AAS 石墨炉 AAS

检出限样品分析能力	绝大部分元素非常杰出每个样品的所有元素 2－ 6 分钟	绝大部分元素很好每分钟每个样品的 5－ 20 个元素	部分元素较好每个样品每个元素 2 分钟	部分元素较好每个样品每个元素 4 分钟
线性动态范围	10⁸	10⁵	10³	10²
精密度	内标可改变精密
短期	度	0.3－ 2％
长期（ 1 小时	1－ 3％	<3%	0.1－ 1％	1－ 5％
	<5%
干扰
光（质）谱	少	多	几乎没有	少
化学（基本）	中等	几乎没有	多	多
电离	很少	很少	有一些	很少
质量效应	高的对低的影	不存在	不存在	不存在

同位素	响？有	无	无无
固体溶解量	0.1-0.4%	2-25%	0.5-3% >20%
（最大可容忍
量）
可测元素数	>75	>73	>68 >50
样品用量	少	一般	很多很少
半定量分析	能	能	不能不能
同位素分析	能	不能	不能不能
日常操作	不容易	容易	操作容易调整麻烦
方法试验开发	需要专业技术	需专业技术	容易需专业技术
易燃气体	无	无	有无
操作费用	高	中等	低中等
基本费用	很高	低	低中等 /高
最合适分析元	样品需测 4 个以上	每个样品 5－ 20	每个样品测每个样品测定 1－ 3
素数及浓度	的元素，在亚 PPb	个元素，含量为	定 1－ 3 个元个元素，元素浓度
	及 ppb 含量	亚 ppm 至％	素，元素浓度 ppm 微量
使用难易	操作较为复杂	最成熟由技术不	调整很繁琐
	常规分析前仍需技术人员进行精	熟练的人员来应用 ICP －AES 专	常规工作比较容易，制定方法仍需相当熟练的技术
	密调整	家制定的方法
检出限比较表	ppb 表 3
Element	ICP-MS	ICP-AES	Flame AAS GFAAS
As	<0.050	<10	<500 <1
Al	<0.010	<4	<50 <0.5
Ba	<0.005	<0.2	<50 <1.5
Be	<0.050	<0.2	<5 <0.05
Bi	<0.005	<10	<100 <1
Cd	<0.010	<1	<5 <0.03
Ce	<0.005	<15	<200000 ND
Co	<0.005	<2	<10 <0.5
Cr	<0.005	<3	<10 <0.15
Cu	<0.010	<2	<5 <0.5
Gd	<0.005	<5	<4000 ND
Ho	<0.005	<2	<80 ND
ln	<0.010	<10	<80 <0.5
La	<0.005	<1	<4000 ND
Li	<0.020	<1	<5 <0.5
Mn	<0.005	<0.5	<5 <0.06
Ni	<0.005	<2	<20 <0.5
Pb	<0.005	<10	<20 <0.5
Se	<0.10	<10	<1000 <1.0