አቶሚክ ኢሚሽን ስፔክትሮስኮፒ (AES) በናሙና ውስጥ ያለውን ንጥረ ነገር መጠን ለማወቅ በአንድ ነበልባል፣ፕላዝማ፣አርክ ወይም ብልጭታ የሚመነጨውን የብርሃን መጠን በተወሰነ የሞገድ ርዝመት የሚጠቀም ኬሚካላዊ ትንተና ዘዴ ነው።
የአቶሚክ ስፔክትራል መስመር የሞገድ ርዝመት የኤለመንቱን ማንነት ሲሰጥ የሚፈነዳው ብርሃን መጠን ከኤለመንት አተሞች ብዛት ጋር ተመጣጣኝ ነው። ይህ የአቶሚክ ልቀት ስፔክትሮስኮፒ ይዘት ነው። አካላትን እና አካላዊ ክስተቶችን እንከን የለሽ ትክክለኛነት እንዲተነትኑ ያስችልዎታል።
ልዩ የመተንተን ዘዴዎች
የቁሳቁስ (አናላይት) ናሙና ወደ እሳቱ እንደ ጋዝ፣ የሚረጭ መፍትሄ ወይም በትንሽ ሉፕ ሽቦ፣ ብዙውን ጊዜ ፕላቲነም ሆኖ ይተዋወቃል። የነበልባል ሙቀት ፈሳሹን ይተንታል እና የኬሚካላዊ ትስስርን ይሰብራል, ነፃ አተሞች ይፈጥራል. የሙቀት ኃይልም የኋለኛውን ወደ ደስታ ይለውጠዋልየኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች ወደ ቀድሞ ቅርጻቸው ሲመለሱ ብርሃን የሚያመነጩ ናቸው።
እያንዳንዱ ንጥረ ነገር ብርሃንን በባህሪው የሞገድ ርዝመት ያመነጫል፣ይህም በፍርግርግ ወይም በፕሪዝም ተበታትኖ በስፔክትሮሜትር ውስጥ ተገኝቷል። በዚህ ዘዴ በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው ብልሃት መለያየት ነው።
የተለመደው የነበልባል ልቀት መለኪያ መተግበሪያ የአልካላይን ብረቶች ለፋርማሲዩቲካል ትንታኔ ነው። ለዚህም የአቶሚክ ልቀት ስፔክትራል ትንተና ዘዴ ጥቅም ላይ ይውላል።
በአስተማማኝ ሁኔታ የተጣመረ ፕላዝማ
በኢንዱክቲቭ የተጣመረ የፕላዝማ አቶሚክ ልቀትን ስፔክትሮስኮፒ (ICP-AES)፣በተጨማሪም ኢንዳክቲቭLY የተዳቀለ ፕላዝማ ኦፕቲካል ልቀት ስፔክትሮሜትሪ (ICP-OES) ተብሎ የሚጠራው፣ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን ለመለየት የሚያገለግል የትንታኔ ዘዴ ነው።
ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮችን የሚያመነጩ ኢንዳክቲቭ በሆነ መንገድ የተጣመረ ፕላዝማ የሚጠቀም የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር የሞገድ ርዝመት ርዝመት ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ነው። ይህ ከ 6000 እስከ 10000 ኪ.ሜትር የሙቀት መጠን ያለው የእሳት ነበልባል ዘዴ ነው. የዚህ ጨረሮች ጥንካሬ በናሙና ውስጥ ያለው የንጥሉ መጠን በስፔክትሮስኮፒክ ትንተና ዘዴ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.
ያሳያል.
ዋና አገናኞች እና እቅድ
ICP-AES ሁለት ክፍሎችን ያቀፈ ነው፡ ICP እና optical spectrometer። የ ICP ችቦ 3 ኮንሴንትሪክ ኳርትዝ የመስታወት ቱቦዎችን ያካትታል። የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ (RF) ጄነሬተር ውፅዓት ወይም "የሚሰራ" ጥቅል የዚህን የኳርትዝ ማቃጠያ ክፍል ይከብባል።አርጎን ጋዝ ፕላዝማ ለመፍጠር በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል።
ማቃጠያው ሲበራ ጠንካራ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በጥቅሉ ውስጥ በሚፈስ ኃይለኛ የRF ሲግናል ይፈጠራል። ይህ የ RF ሲግናል የሚመነጨው በ RF ጄነሬተር ነው፣ እሱም በመሠረቱ ሃይለኛ የሬድዮ አስተላላፊ ነው፣ እሱም "የሚሰራውን ሽቦ" የሚቆጣጠረው ልክ እንደተለመደው የሬድዮ አስተላላፊ አስተላላፊ አንቴና እንደሚቆጣጠር።
የተለመዱ መሳሪያዎች በ27 ወይም 40 ሜኸር ይሰራሉ። በማቃጠያው ውስጥ የሚፈሰው የአርጎን ጋዝ በ Tesla ክፍል ይቃጠላል, ይህም የ ionization ሂደትን ለመጀመር በአርጎን ፍሰት ውስጥ አጭር የማስወጫ ቅስት ይፈጥራል. ፕላዝማው "እንደተቀጣጠለ" የቴስላ ክፍሉ ይጠፋል።
የጋዝ ሚና
አርጎን ጋዝ በጠንካራ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ውስጥ ionized እና በልዩ ተዘዋዋሪ የተመጣጠነ ስርዓተ-ጥለት ወደ የ RF ጥቅልል መግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ይፈስሳል። በገለልተኛ የአርጎን አተሞች እና በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል በተፈጠሩ የማይለዋወጥ ግጭቶች ምክንያት፣ ወደ 7000 K አካባቢ የተረጋጋ ከፍተኛ ሙቀት ያለው ፕላዝማ ተፈጠረ።
የፔስትታልቲክ ፓምፕ የውሃ ወይም ኦርጋኒክ ናሙና ወደ ትንታኔ ኔቡላይዘር ያቀርባል ወደ ጭጋግ ተቀይሮ በቀጥታ ወደ ፕላዝማ ነበልባል ውስጥ ይገባል። ናሙናው ወዲያውኑ ከኤሌክትሮኖች ጋር ይጋጫል እና በፕላዝማ ውስጥ የተሞሉ ionቶች እና እራሱ ወደ ሁለተኛው መበስበስ. የተለያዩ ሞለኪውሎች በየራሳቸው አተሞች ይከፋፈላሉ፣ ከዚያም ኤሌክትሮኖች ጠፍተው በፕላዝማ ውስጥ ደጋግመው ይዋሃዳሉ፣ ይህም በተካተቱት ንጥረ ነገሮች የባህሪ የሞገድ ርዝመት ላይ ጨረር ያመነጫሉ።
በአንዳንድ ዲዛይኖች ውስጥ ሸላር ጋዝ፣በተለምዶ ናይትሮጅን ወይም ደረቅ የተጨመቀ አየር ፕላዝማውን በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ “ለመቁረጥ” ይጠቅማል። ከዚያም አንድ ወይም ሁለት የማስተላለፊያ ሌንሶች የሚለቀቁትን ብርሃን ወደ ዲፍራክሽን ፍርግርግ ላይ ለማተኮር ይጠቅማሉ፣ በዚያም ወደ ክፍሎቹ የሞገድ ርዝመት በኦፕቲካል ስፔክትሮሜትር ውስጥ ይለያሉ።
በሌሎች ዲዛይኖች ፕላዝማው በቀጥታ በኦፕቲካል በይነገጽ ላይ ይወድቃል፣ይህም ቀዳዳ በውስጡ የማያቋርጥ የአርጎን ፍሰት የሚወጣበት፣ የሚቀይር እና የሚቀዘቅዝበት ነው። ይህ ከፕላዝማ የሚወጣው ብርሃን ወደ ኦፕቲካል ክፍሉ እንዲገባ ያስችለዋል።
አንዳንድ ዲዛይኖች የጨረር ካሜራዎችን ለመለየት የተወሰነውን ብርሃን ለማስተላለፍ ኦፕቲካል ፋይበር ይጠቀማሉ።
የጨረር ካሜራ
በውስጡ፣ ብርሃኑን ወደ ተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች (ቀለሞች) ከከፈለ በኋላ ጥንካሬው የሚለካው በፎቶmultiplier ቱቦ ወይም በአካል የተቀመጡ ቱቦዎች በመጠቀም ለእያንዳንዱ የተሳተፈው ኤለመንት መስመር የተወሰነውን የሞገድ ርዝመት(ዎች) ለመመልከት ነው።
በበለጡ ዘመናዊ መሣሪያዎች፣የተለያዩ ቀለሞች እንደ ቻርጅ-የተጣመሩ መሣሪያዎች (ሲሲዲዎች) ባሉ የሴሚኮንዳክተር ፎቶ ዳሳሾች ድርድር ላይ ይተገበራሉ። እነዚህን ፈላጊ አደራደሮች በሚጠቀሙ ክፍሎች ውስጥ የሁሉም የሞገድ ርዝመቶች (በስርዓቱ ክልል ውስጥ) በአንድ ጊዜ ሊለካ ይችላል፣ ይህም መሳሪያው በአሁኑ ጊዜ ስሜታዊ የሆኑትን እያንዳንዱን ንጥረ ነገሮች እንዲመረምር ያስችለዋል። ስለዚህ ናሙናዎች በአቶሚክ ልቀት ስፔክትሮስኮፒ በመጠቀም በፍጥነት መተንተን ይችላሉ።
ተጨማሪ ስራ
ከዚያም ከላይ ከተዘረዘሩት ሁሉ በኋላ የእያንዳንዱ መስመር ጥንካሬ ቀደም ሲል ከተመዘኑት የንጥረ ነገሮች ክምችት ጋር ይነጻጸራል እና ከዚያም ክምችታቸው በመለኪያ መስመሮች ውስጥ በመገጣጠም ይሰላል።
በተጨማሪ፣ ልዩ ሶፍትዌሮች በተሰጡ የናሙናዎች ማትሪክስ ውስጥ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች በመኖራቸው የሚፈጠረውን ጣልቃገብነት ያስተካክላል።
የICP-AES አፕሊኬሽኖች ምሳሌዎች በወይን ውስጥ ያሉ ብረቶችን፣ አርሴኒክን በምግብ ውስጥ እና ከፕሮቲን ጋር የተገናኙ የመከታተያ ንጥረ ነገሮችን መለየት ያካትታሉ።
ICP-OES ክብደትን ለመገንባት ለተለያዩ ዥረቶች የውጤት መረጃ ለማቅረብ በማዕድን ሂደት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።
እ.ኤ.አ.
መዳረሻ
ICP-AES በአፈር ውስጥ ያሉ ጥቃቅን ንጥረ ነገሮችን ለመተንተን ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል እና በዚህ ምክንያት በወንጀል ቦታዎች ወይም በተጎጂዎች ላይ የሚገኙትን የአፈር ናሙናዎች አመጣጥ ለማወቅ በፎረንሲክስ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, ወዘተ. ምንም እንኳን የአፈር ማስረጃ ብቻ ላይሆን ይችላል. አንዱ በፍርድ ቤት፣ በእርግጠኝነት ሌሎች ማስረጃዎችን ያጠናክራል።
በተጨማሪም በፍጥነት በእርሻ አፈር ላይ ያለውን የንጥረ-ምግቦችን ደረጃ ለመወሰን የትንታኔ ምርጫ ዘዴ እየሆነ ነው። ይህ መረጃ ምርቱን እና ጥራቱን ከፍ ለማድረግ የሚያስፈልገውን የማዳበሪያ መጠን ለማስላት ይጠቅማል።
ICP-AESለሞተር ዘይት ትንተናም ጥቅም ላይ ይውላል. ውጤቱም ሞተሩ እንዴት እንደሚሰራ ያሳያል. በውስጡ ያረጁ ክፍሎች በዘይት ውስጥ በ ICP-AES ሊገኙ የሚችሉ ምልክቶችን ይተዋል. የICP-AES ትንተና ክፍሎቹ የማይሰሩ መሆናቸውን ለማወቅ ይረዳል።
በተጨማሪም ምን ያህል የዘይት ተጨማሪዎች እንደሚቀሩ ማወቅ ይችላል፣እናም ምን ያህል የአገልግሎት ህይወት እንደተረፈ ያሳያል። የዘይት ትንተና ብዙ ጊዜ የሚጠቀሙት በፍሊት አስተዳዳሪዎች ወይም የመኪና አድናቂዎች ስለ ሞተሩ ስራ በተቻለ መጠን ለማወቅ በሚፈልጉ።
ICP-AES የጥራት ቁጥጥር እና የማኑፋክቸሪንግ እና የኢንዱስትሪ ዝርዝሮችን ለማክበር የሞተር ዘይቶችን (እና ሌሎች ቅባቶችን) ለማምረት ያገለግላል።
ሌላ የአቶሚክ ስፔክትሮስኮፒ
የአቶሚክ መምጠጥ ስፔክትሮስኮፒ (AAS) የጨረር ጨረር (ብርሃን) በጋዝ ሁኔታ ውስጥ ባሉ ነፃ አተሞች ለመምጥ በመጠቀም የኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮችን በቁጥር ለመለየት የሚደረግ ስፔክትራል ትንተና ሂደት ነው። በነጻ የብረት ions ብርሃን በመምጠጥ ላይ የተመሰረተ ነው።
በአናሊቲካል ኬሚስትሪ ውስጥ፣ በተተነተነ ናሙና ውስጥ የአንድ የተወሰነ አካል (አናላይት) ትኩረትን ለመወሰን ዘዴ ጥቅም ላይ ይውላል። ኤኤኤስ ከ 70 በላይ የተለያዩ ንጥረ ነገሮችን በመፍትሔ ውስጥ ወይም በቀጥታ በደረቅ ናሙናዎች በኤሌክትሮ ተርማል ትነት ለማወቅ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል፣ እና በፋርማኮሎጂካል፣ ባዮፊዚካል እና ቶክሲኮሎጂካል ምርምር ላይ ይውላል።
የአቶሚክ መምጠጥ ስፔክትሮስኮፒ ለመጀመሪያ ጊዜበ19ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ እንደ የትንታኔ ዘዴ ያገለግል ነበር፣ እና መሰረታዊ መርሆቹ የተመሰረቱት በኋለኛው አጋማሽ በሮበርት ዊልሄልም ቡንሰን እና በጉስታቭ ሮበርት ኪርቾፍ በጀርመን የሃይደልበርግ ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰሮች ናቸው።
ታሪክ
ዘመናዊው የAAS ቅርፅ በ1950ዎቹ በአውስትራሊያ የኬሚስትሪ ቡድን ተዘጋጅቷል። በሜልበርን፣ አውስትራሊያ ውስጥ በኮመንዌልዝ የሳይንስና ኢንዱስትሪያል ምርምር ድርጅት (ሲሲሮ) የኬሚካል ፊዚክስ ክፍል በሰር አለን ዋልሽ ይመሩ ነበር።
የአቶሚክ መምጠጥ ስፔክትሮሜትሪ በተለያዩ የኬሚስትሪ ዘርፎች ውስጥ ብዙ አፕሊኬሽኖች አሉት ለምሳሌ በባዮሎጂካል ፈሳሾች ውስጥ ያሉ ብረቶች ክሊኒካዊ ትንተና እና እንደ ሙሉ ደም ፣ ፕላዝማ ፣ ሽንት ፣ ምራቅ ፣ የአንጎል ቲሹ ፣ ጉበት ፣ ፀጉር ፣ የጡንቻ ሕብረ ሕዋስ ፣ የዘር ፈሳሽ ፣ በአንዳንድ የፋርማሲዩቲካል ማምረቻ ሂደቶች፡ በመጨረሻው የመድኃኒት ምርት ላይ የሚቀረው አነስተኛ መጠን ያለው ማነቃቂያ እና የውሃ ትንተና ለብረት ይዘት።
የስራ እቅድ
ቴክኒኩ የናሙናውን የአቶሚክ መምጠጥ ስፔክትረም ይጠቀማል በውስጡ ያሉትን የተወሰኑ ተንታኞች ትኩረት ለመገመት ነው። በሚለካው የመምጠጥ እና ትኩረታቸው መካከል ግንኙነት ለመመስረት የታወቁ አካላት ይዘት ደረጃዎችን ይፈልጋል፣ እና ስለዚህ በቤር-ላምበርት ህግ ላይ የተመሰረተ ነው። የአቶሚክ ልቀት ስፔክትሮስኮፒ መሰረታዊ መርሆች ልክ በአንቀጹ ውስጥ ከላይ እንደተዘረዘሩት ናቸው።
በአጭሩ በአቶሚዘር ውስጥ ያሉት የአቶሞች ኤሌክትሮኖች በአጭር ጊዜ ውስጥ ወደ ከፍተኛ ምህዋር (excited state) ሊተላለፉ ይችላሉ።የጊዜ ቆይታ (nanoseconds) የተወሰነ መጠን ያለው ሃይል በመምጠጥ (የተሰጠው የሞገድ ርዝመት ጨረር)።
ይህ የመምጠጥ ልኬት በአንድ የተወሰነ አካል ውስጥ ላለ አንድ የኤሌክትሮኒክ ሽግግር የተወሰነ ነው። እንደ አንድ ደንብ ፣ እያንዳንዱ የሞገድ ርዝመት ከአንድ አካል ጋር ብቻ ይዛመዳል ፣ እና የመጠጫ መስመሩ ስፋት ጥቂት ፒኮሜትሮች (pm) ብቻ ነው ፣ ይህም ቴክኒኩን በአንደኛ ደረጃ እንዲመረጥ ያደርገዋል። የአቶሚክ ልቀት ስፔክትሮስኮፒ እቅድ ከዚህኛው ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው።
