ICP-MS, ICP- AES

  <ICP-MS의 일반적 용도>

유도결합플라즈마질량분석기(Inductively Coupled Plasma Spectrometer)

 

유도 자기장을 이용하여 아르곤 기체를 플라즈마화 시킨 후 （온도가 약 10,000。K） 액상의 시료를 작은 입자상태（Aerosol）로 분무시켜 플라즈마 내에 주입시키면 함유되어 있는 원소들이 고온으로 인하여 원자화 또는 이온화되며 이 때에 각 원소들은 고유의 질량별로 원자화된다. 원자화된 각 원소들은 가속기와 질량 분별기(Quadrouple )를 통과하며 낮은 질량부터 높은 질량의 원소로 분리되어 검출기에서 분석된다. 시료 속에 포함되어있는 극미량(ppt수준)의 원소까지 분석이 가능한 장비이다.

 

    <ICP의 일반적 용도>

○ 유도결합플라즈마발광분석기(Inductively Coupled Plasma Spectrometer)

 

유도 자기장을 이용하여 아르곤 기체를 플라즈마화 시킨 후 （온도가 약 10,000。K） 액상의 시료를 작은 입자상태（Aerosol）로 분무시켜 플라즈마 내에 주입시키면 함유되어 있는 원소들이 고온으로 인하여 원자화 또는 이온화되며 이 때에 각 원소들은 특성 파장의 빛（Atomic Emission Beam을 방출하게 된다. 방출되는 빛은 각 파장별로 분산시키는 분광장치인 단색화 장치(Monochromator) 또는 최근에 개발된 다색화 장치(Polychromator)에서 분산되어 검출기（Detector）에서 각 파장별로 빛의 세기를 측정함으로써 함유된 원소의 종류와 함량을 알아낼 수 있는 기기로 각종 시료 중에 함유된 원소를 미량함유（ppb）에서부터 주성분(%)까지를 단시간에 정성 및 정량분석에 사용할 수 있는 기기이다.

 

      

	ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer)	ICP-MS (Inductively Coupled Plasma AMass Spectrometer)
원 리	유도결합 플라즈마를 이용하여 시료 중 원자 및 이온으로 해리시켜 다원소동시 분석이 가능한 장치로, 이들이 방출된 빛을 검출기가 측정하고 이로부터 시료 중 원소의 농도를 계산한다.	유도결합 플라즈마를 이용하여 시료 중 원자 및 이온으로 해리시켜 다원소동시 분석이 가능한 장치로, 질량별로 원자화된 원소를 검출기가 측정하고 이로부터 시료 중 원소의 농도를 계산한다.
장 점	1) 낮은 에너지에서 잘 분석되지 않는 원소에 적합하다 :     ICP는 6000-10000°K의 플라즈마를 사용하기 때문에     Al, V, Zr, Mo, B등 refractory한 원소 분석에 적합하다. 2) 낮은 검출한계 : FAAS에 비해 낮은 검량한계(<1-10     ppb)를 갖기 때문에 수질 등 미량의 원소 분석에 적합     하다.   3) 다원 분석에 적합하다 : 분석시간은 측정 원소의 개수     에  관련이 없으며, 일반적으로 한 시료를 3회 측정시     2-3분이내에 분석이 가능하다. 그러므로, FAAS에 비해     동일 개수의 시료에 대한 유지비용은 매우 낮아 경제성     이 매우 높다. 4) 넓은 동적 범위 : 106 정도의 동적 범위를 가지기 때문     에 하나의 표준물질로도 분석이 가능하다. 즉, 미량에서     높은 농도(수 ppb-%)를 갖는 시료에서도 측정이 가능     함을 의미한다.	1) 낮은 에너지에서 잘 분석되지 않는 원소에 적합하다 : ICP-MS 는 6000-10000°K의 플라즈마를 사용하기 때문에 Al, V, Zr, Mo, B등  refractory한 원소 분석에 적합하다. 2) 낮은 검출한계 : ICP에 비해 낮은 검량한계(<ppt)를 갖기 때문에 수질 등 미량의 원소 분석에 적합하다.   3) 질량별로 분석을 하는 장비로서 동위원소까지도 분석이 가능하며 질량겹침으로인한 방해물질은 옵션을 장착하여 정밀한 분석이 가능하다.     4) 넓은 동적 범위 : 108 정도의 동적 범위를 가지기 때문에 하나의  표준물질로도 분석이 가능하다. 즉, 미량에서 높은 농도(수 ppb-%)를 갖는 시료에서도 측정이 가능함을 의미한다.

장 점	5) 낮은 시료당 유지 비용 : 한 시료 당 많은 수의 원소를 측정할 경우, AAS에 비해 유지 비용이 낮다.	5) 적은 시료량 : 시료에 포함된 여러 원소를 한번에 분석하기 때문에 ICP에 비해 적은 시료량이 필요하다.
단 점	1) 분광학적인 방해요인이 크다.    ICP는 플라즈마에서 방출되는 빛에너지를 사용하기    때문에 분광학적인 방해요인이 크다. 그러나, 수질 등    단순한 matrix를 갖는 시료에서는 크게 중요하지    않으나, 금속 등 복잡한 matrix를 갖는 시료에서는    분석자의 분석기술이 요구된다. 2) 미량의 알카리 금속 측정이 어렵다.   ICP는 높은 에너지를 사용하기 때문에 알카리 분석이   쉽지 않다. Na 및 K는 플라즈마의 온도를 낮추어 어느   정도 분석이 가능하나, Cs 및 Rb의 경우엔 미량 분석이 거의 불가능하다.	1) 유지비용이 많다 : 저농도 위주의 분석장비이기 때문에 분석에   필 요한 부대시설(크린룸, 실험도구등)의 구입 및 유지가 필요하다.  또한 극미량분석을 위한 주변환경 조성과 고농도(sub ppm)분석에는 장시간 Cleanning이 필요함.   2) 극미량의 분석을 요구하는 장비이기 때문에 전처리,분석방법의 교육이 필요하며 데이터의 분석 및 처리가 충분한 교육을 요구한다