元素分析儀主流技術涵蓋CHNS/O有機元素分析、ICP(電感耦合等離子體)光譜及XRF(X射線熒光光譜)三大方向,其原理與選型需結合檢測需求、樣品類型及精度要求綜合考量。
CHNS/O有機元素分析基于高溫動態燃燒法,樣品在1150℃燃燒管中與氧氣反應,生成CO?、H?O、N?及SO?等氣體,經還原管凈化后,通過色譜柱分離并由熱導檢測器(TCD)定量分析。該技術適用于有機化合物中碳、氫、氮、硫、氧的常量分析,檢出限達0.1%絕對誤差,分析時間約8-10分鐘/樣。典型應用包括藥物成分分析、高分子材料研發及環境有機物檢測。選型時需關注燃燒管溫度控制精度(如ElementarvarioMICROcube支持1800℃局部瞬燃)、樣品兼容性(如賽默飛FlashSmart系列兼容土壤、蛋白質等復雜基質)及模塊化擴展能力。
ICP光譜技術通過高溫等離子體(6000-10000K)激發樣品原子或離子發射特征光譜,ICP-OES測量光譜線強度,ICP-MS測量離子質荷比,實現多元素痕量分析。ICP-OES檢出限達ppb級,適用于環境水樣、金屬材料中常量及微量元素檢測;ICP-MS靈敏度更高至ppq級,常用于半導體雜質分析、生物樣品超痕量檢測。選型時需評估抗基質干擾能力(如Avio200ICP-OES采用FlatPlate等離子體技術)、動態范圍(如ICP-7000型支持165nm-9870nm寬波長覆蓋)及運行成本(氬氣消耗、標準品費用)。
XRF技術利用高能X射線激發樣品元素特征熒光,通過能量色散(ED-XRF)或波長色散(WD-XRF)實現定性定量分析。該技術無需制樣、檢測速度快(10秒/樣),適用于固體、粉末、液體多形態樣品,但輕元素靈敏度較低。典型應用包括金屬合金成分分析、RoHS有害物質篩查及文物無損檢測。選型時需權衡分辨率(WD-XRF晶體分光系統精度更高)與便攜性(手持式Vanta系列支持現場即時檢測),并關注標準樣品校準需求。
選型建議:
有機化合物檢測:優先選擇CHNS/O分析儀,關注燃燒系統穩定性與色譜分離效率;
痕量/超痕量金屬分析:ICP-MS為選,需驗證抗干擾算法與同位素分析能力;
快速無損篩查:XRF技術適用,需根據樣品形態選擇波長/能量色散類型;
高通量實驗室:選擇帶自動進樣器的ICP或模塊化CHNS/O設備,平衡效率與維護成本。