原子发射光谱法中信背浓度比的推导与应用

doi:10.7503/cjcu20180801

高等学校化学学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (5): 880.doi: 10.7503/cjcu20180801

原子发射光谱法中信背浓度比的推导与应用

于丙文^1,², 金伟¹(), 金钦汉¹, 刘旭²

1. 浙江大学分析仪器研究中心
2. 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027

收稿日期:2018-11-27 出版日期:2019-04-12 发布日期:2019-04-12
作者简介:
联系人简介: 金伟, 男, 博士, 高级工程师, 主要从事分析仪器方面的研究. E-mail: jinweimy@zju.edu.cn
基金资助:
国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2018YFF01011100)资助.

Derivation and Application of Signal-to-background-to-concentration Ratio for Atomic Emission Spectrometry^†

YU Bingwen^1,², JIN Wei^1,^*(), JIN Qinhan¹, LIU Xu²

1. Research Center for Analytical Instrumentation
2. State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation,Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

Received:2018-11-27 Online:2019-04-12 Published:2019-04-12
Contact: JIN Wei E-mail:jinweimy@zju.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

基于原子发射光谱信号强度与CCD积分时间和样品浓度之间的线性关系, 推导并提出一种信背浓度比(SBCR)的新概念, 建立了检出限与SBCR之间的关系. 基于合理假设推导出最大积分时间、最大信背比和最大信背浓度比等表达式, 并通过实验对模型进行了验证. 最后使用SBCR表征了低功率ArMPT对Cu元素的激发能力, 使其检出限由13.1 ng/mL降低至2.8 ng/mL.

关键词: 原子发射光谱, 信背比, 信背浓度比

Abstract:

The concept of signal-to-background-concentration ratio(SBCR) was derived and proposed to be a useful tool for judgement of the excitation power of an atomic excitation source(e.g., MPT) for atomic spectrometry based on the linear relationship between signal intensity, CCD integration period and sample concentration. The relationship between detection limit and SBCR was derived according to the definition of detection limit. The predicted expressions of maximum integration period, maximum signal-to-background ratio, and maximum SBCR were derived based on reasonable assumptions. The above model was verified by experiments. Finally, the excitation capability of low-power ArMPT for copper was characterized by this SBCR method, and the detection limit of Cu was improved from 13.1 ng/mL to 2.8 ng/mL.

Key words: Atomic emission spectrometry, Signal-to-background ratio, Signal-to-background-concentration ratio

中图分类号:

O657.31

TrendMD:

于丙文, 金伟, 金钦汉, 刘旭. 原子发射光谱法中信背浓度比的推导与应用. 高等学校化学学报, 2019, 40(5): 880.

YU Bingwen,JIN Wei,JIN Qinhan,LIU Xu. Derivation and Application of Signal-to-background-to-concentration Ratio for Atomic Emission Spectrometry^†. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(5): 880.

图/表 7

参考文献 21

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Microwave power/W	110	Peristaltic pump speed/(r·min^-1)	45
Support gas flowrate/(L·min^-1)	0.3	No. of spectrometer	#2
Carrier gas flowrate/(L·min^-1)	0.5	CCD integration period/ms	100, 200, 300, 400, 1200
Heating temperature/℃	140	No. of spectrum averages	25
Condensation temperature/℃	2

Microwave power/W	110	Peristaltic pump speed/(r·min^-1)	45
Support gas flowrate/(L·min^-1)	0.3	No. of spectrometer	#2
Carrier gas flowrate/(L·min^-1)	0.5	CCD integration period/ms	100, 200, 300, 400, 1200
Heating temperature/℃	140	No. of spectrum averages	25
Condensation temperature/℃	2

t/ms	Concentration/(μg·mL^-1)						RSD_b(%)	k_st	SBCR	DL/(ng·mL^-1)
t/ms	0	0.01	0.1	0.5	1	5	RSD_b(%)	k_st	SBCR	DL/(ng·mL^-1)
100	1429.6	—		1656.9	1865.1	3660.2	0.14	446.2	0.31	13.1
200	2115.1	—	—	2582.1	3018.3	6740.4	0.15	925.6	0.44	10.1
300	2781.3	—	—	3497.1	4153.5	9979.8	0.15	1442.7	0.52	8.9
400	3432.1	—	—	4407.3	5292.8	12806.1	0.17	1872.7	0.55	9.1
1200	8436.1	8495.3	9005.5	11270.8	—	—	0.06	5666.5	0.67	2.8
Infinite									0.75

t/ms	Concentration/(μg·mL^-1)						RSD_b(%)	k_st	SBCR	DL/(ng·mL^-1)
t/ms	0	0.01	0.1	0.5	1	5	RSD_b(%)	k_st	SBCR	DL/(ng·mL^-1)
100	1429.6	—		1656.9	1865.1	3660.2	0.14	446.2	0.31	13.1
200	2115.1	—	—	2582.1	3018.3	6740.4	0.15	925.6	0.44	10.1
300	2781.3	—	—	3497.1	4153.5	9979.8	0.15	1442.7	0.52	8.9
400	3432.1	—	—	4407.3	5292.8	12806.1	0.17	1872.7	0.55	9.1
1200	8436.1	8495.3	9005.5	11270.8	—	—	0.06	5666.5	0.67	2.8
Infinite									0.75

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