[發明專利]用于通過光學發射光譜法進行元素識別的方法和系統

在審

• 申請號: 201980101492.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN114585889A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: D·F·麥卡錫;M·A·伍德
• 申請（專利權）人: 安捷倫科技有限公司
• 主分類號: G01J3/443
• 分類號: G01J3/443;G01J3/457;G01N21/62
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

本發明涉及一種經由光學發射光譜法自動識別樣品中一種或多種元素的存在的計算機實現的方法。所述方法包括以下步驟：從所述樣品中獲得樣品光譜數據；針對元素周期表中通過光學發射光譜法可量化的每個元素獲得一個或多個預定發射波長的列表，每個預定發射波長與一個或多個潛在干擾發射波長的列表相關聯；基于所述發射波長列表確定對應于所述樣品光譜數據中的譜峰的一個或多個分析物波長的列表；基于對應于所述分析物波長的一個或多個潛在干擾發射波長的所述列表，針對每個分析物波長確定所述對應譜峰是否具有受到引起光譜干擾的干擾發射波長影響的可能性；通過從所述分析物波長列表中移除對應于具有受到干擾發射波長影響的可能性的譜峰的分析物波長，確定一個或多個分析物波長的經修訂的列表；以及基于應用于所述經修訂的分析物波長列表的一組判據，確定一種或多種元素存在于所述樣品中的置信水平。

技術領域

本發明涉及一種用于通過光學發射光譜法進行元素識別的方法和系統，例如電感耦合等離子體光學發射光譜法(ICP-OES)(也稱為電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES))，盡管本發明的范圍不必局限于此。

背景技術

光譜測定技術用于識別樣品中目標化學物質或分析物的存在。一些光譜測定技術依賴于分析物與激發源(如光)的相互作用，激發源在可見光譜中或在看不見的波長內。取決于所采用的具體的光譜測定技術，收集的光譜可以顯示光束與樣品相互作用后樣品吸收或發射的光的強度。

在其他光譜測定技術中，激發源是等離子體源，通常由氬氣制成，它向霧化樣品提供等離子體能量，使構成原子被激發并發射光。發射的光經由限制進入系統的光的量的入射狹縫或孔被導向進入光譜儀。光學設備色散進入系統的光以分離發射光譜的不同波長。檢測器同時記錄多個波長范圍以捕獲發射光譜不同部分的多種元素的發射。檢測器通常是光敏元件的集成陣列，用于收集經過光譜測定系統的光。陣列檢測器上單個光譜的空間分離用于區分樣品吸收或發射的不同波長的光。

檢測到的光的光譜輪廓中的峰或谷表示樣品中特定化學物質的存在。在一些光譜測定技術中，每種化學物質的量或相對量能夠因而從光譜中得到。

ICP-OES中的傳統方法通常要求用戶準確指定他們希望以任何給定的分析方法定量的元素。這種方法要求操作者事先了解樣品中哪些元素是感興趣元素。

通常情況下，操作者會從預先存在的規定方法中獲得一個元素列表，該列表將包括在方法驗證時被認為可能感興趣的所有元素。

這種方法有很大的局限性，因為除了方法中指定的元素之外，操作者無法對樣品的成分進行評估。這可能會導致重要的樣品成分被忽略，特別是在反常樣品中，可能含有在同類樣品中很少發現的成分。

除了要求用戶指定他們感興趣的元素之外，ICP-OES中的現有方法還要求用戶指定一個或多個波長，用于任何給定元素的定量。通常，必須在分析開始前指定波長。在某些情況下，當在測量過程中收集了包含許多分析波長的足夠大的光譜區域時，可以隨后指定波長。然而，這兩種情況都需要有經驗的用戶選擇適合被分析樣品的波長。

為ICP-OES中的元素定量選擇合適的波長是復雜的，不正確的波長選擇是這種分析技術的常見誤差源。有一些有記載的影響是當通過ICP-OES定量一種元素時，可能導致任何給定的波長給出不正確的結果。

光譜干擾和非光譜干擾是兩種手段，通過這兩種手段，在任何給定的分析波長下對樣品溶液中的元素測量的強度會受到影響，并返回可能不正確的結果。

當樣品中的成分影響樣品引入或等離子體條件時，會發生非光譜干擾，并且會導致給定元素的一個或多個分析波長的增強或抑制。

當分析波長被另一種元素或分子的發射部分或完全重疊，或者受到非結構化背景輻射的影響時，就會發生光譜干擾。光譜干擾的存在和大小高度依賴于樣品，即使在同一方法中也是如此。