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進(jìn)樣系統(tǒng)是ICP光譜儀儀器中極為重要的部分，也是ICP光譜分析研究中最活躍的領(lǐng)域，按試樣狀態(tài)不同可以分別用液體、氣體或固體直接進(jìn)樣。
氣動(dòng)霧化和超聲霧化進(jìn)樣
1、氣動(dòng)霧化器和超聲霧化器
在ICP裝置中常采用氣動(dòng)霧化裝置，一般要求霧化器能采用較低的載氣流量，如0.5-1 L/min、具有較低的樣品提升量，如0.5-2 ml/min、較高的霧化效率、記憶效應(yīng)小、霧化穩(wěn)定性好，且適于高鹽分溶液霧化及較好耐腐蝕能力，這些要求給霧化器的設(shè)計(jì)、制造帶來苛刻的限制。ICP所用的氣動(dòng)霧化器有兩種基本的結(jié)構(gòu)：同心型霧化器和正交型霧化器。
在同心型霧化器上，通入試樣溶液的毛細(xì)管被一股高速的與毛細(xì)管軸相平行的氬氣流所包圍，見右圖。采用固定式結(jié)構(gòu)，具有不用調(diào)節(jié)、霧化效率較高、記憶效應(yīng)小、霧化穩(wěn)定性好、耐酸（HF除外）等優(yōu)點(diǎn)，但制作時(shí)各參數(shù)不易準(zhǔn)確控制且毛細(xì)管容易堵塞。目前常用的商品化同心型霧化器有Meinhard和GE兩種品牌。新型的同心霧化器可以用不同的材料制造，以用于不同的目的，同時(shí)對(duì)高鹽量溶液的霧化性能也有較大的提高，
正交型（又稱交叉型）氣動(dòng)霧化器的進(jìn)液毛細(xì)管和霧化氣毛細(xì)管成直角，見左圖。過去常采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)兩毛細(xì)管之間的距離，以獲得較好的霧化穩(wěn)定性，但這種調(diào)節(jié)的人為因素很大，因此目前的正交型霧化器也大多采用固定式結(jié)構(gòu)。相對(duì)同心型霧化器而言，它比較牢靠、耐鹽性能較好，但霧化效率稍差。
氣動(dòng)霧化器溶液的提升，一般利用文丘里效應(yīng)在進(jìn)液毛細(xì)管未端形成負(fù)壓自動(dòng)提升，溶液的提升受載氣的流量、壓力及溶液的粘度和密度的影響，采用蠕動(dòng)泵來提升，可減小溶液物理性質(zhì)的影響及選擇合適提升量，有利于與等離子體系統(tǒng)相匹配。
為適應(yīng)高鹽分試樣的需要，Babington(巴比頓)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)便而不易堵塞的霧化器。其結(jié)構(gòu)原理是氣流從一細(xì)孔中高速噴出，將沿V型槽流下的蒲層液流破碎成霧滴，避免了高鹽分堵塞噴嘴的弊端，但這種霧化器沒有負(fù)壓自動(dòng)提升能力，其霧化效率較低，而影響儀器的檢出限。Babington霧化器實(shí)際上是正交型霧化器的一種。
氣動(dòng)霧化器的霧化效率較低，一般為3-5%左右，試樣溶液大部分以廢液流掉。
超聲霧化器是用超聲波振動(dòng)的空化作用把溶液霧化成氣溶膠（如左圖）。超聲霧化器裝置比氣動(dòng)霧化裝置復(fù)雜，由超聲波發(fā)生器、進(jìn)樣器、霧室、去溶裝置幾部分組成使用時(shí)常用進(jìn)樣器（蠕動(dòng)泵）把試樣溶液輸入霧室，由超聲波發(fā)生器的電磁振蕩通過高頻電纜與霧室中的換能器（例如鋯鈦酸鉛壓電晶片）相連，晶片在高頻電壓作用下產(chǎn)生諧振，將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而產(chǎn)生超聲波，當(dāng)超聲波連續(xù)輻射到霧室中試樣溶液時(shí)，由于樣品溶液與空氣界面間的空化作用，使液體形成氣溶膠，然后用載氣通過霧室把試樣氣溶膠去溶后引入炬管。采用超聲霧化時(shí)氣溶膠產(chǎn)生速度和載氣流量可分別選擇最佳條件，所產(chǎn)生的氣溶膠霧滴更細(xì)更均勻，霧化效率可提高10倍（如右圖），如果樣品基體不復(fù)雜的話，超聲霧化器的檢出限要比氣動(dòng)霧化器的好一個(gè)數(shù)量級(jí)左右，如果有干擾，例如背景漂移或光譜重疊，則這些效應(yīng)亦以同樣的程度增加。同樣，當(dāng)被霧化的溶液含鹽較高時(shí)，在等離子炬管的中心管上的積鹽也會(huì)增加。超聲霧化器的記憶效應(yīng)較大，與氣動(dòng)霧化器相比，穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步提高。
2、霧化室
氣溶膠輸送效率定義為：實(shí)際到達(dá)等離子體的被霧化溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了提高著一百分?jǐn)?shù)和為了使到達(dá)等離子體的氣溶膠微�？焖俚厝ト�、蒸發(fā)和原子化，霧化器必須產(chǎn)生小于10mm直徑的霧滴。遺憾的是，一些霧化器，特別是氣動(dòng)霧化器所產(chǎn)生的氣溶膠都具有高度的分散性，其霧滴直徑可達(dá)100mm。這些大霧滴必須用霧化室除去。
常用的霧化室有筒型、梨型和旋流霧化室。
筒型霧化室是利用霧化室內(nèi)壁上的湍流沉降作用，或利用重力作用除去較大的霧滴。在早期的ICP中，筒型霧化室用得較為普遍。
旋流霧化室是圓錐形的，氣溶膠以切線方向噴入霧化室并向下盤旋行進(jìn)，這種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了作用在霧滴上的離心力，從而將霧滴拋向器壁。在霧化室底部，氣溶膠改變方向并與原來路線同軸地成更緊密的螺旋形向容器頂部移動(dòng)。拋向器壁的大霧滴由底部的廢液管排出，而小霧滴通入伸入容器頂部一小段管進(jìn)入炬管。旋流霧化室具有高效、快速和記憶效應(yīng)小的特點(diǎn)，在現(xiàn)代ICP中已得到廣泛的應(yīng)用。
梨型霧化室的去溶劑能力較強(qiáng)，特別適用于有機(jī)（油樣）進(jìn)樣系統(tǒng)。
3、揮發(fā)性氫化物或金屬進(jìn)樣
在原子吸收光譜法和原子熒光光譜法中廣泛應(yīng)用揮發(fā)性氫化物或金屬進(jìn)樣技術(shù)，也可應(yīng)用于ICP光譜法，目前商品ICP光譜儀中也常帶這些附件，這種方法可應(yīng)用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te和Hg九種元素，這些元素在酸性介質(zhì)中，在還原劑NaBH4作用下，前八種元素形成相應(yīng)的揮發(fā)性氫化物GeH4、SnH4、PbH4、AsH3、SbH3、BiH3、H2Se和 H2Te，其反應(yīng)為：
NaBH4+3H2O +HCl+ Mn+ ®H3BO3 +NaCl+MHn­+ H2­
而汞鹽則被還原為金屬汞而揮發(fā)，用載氣把反應(yīng)后生成的氣態(tài)氫化物或汞蒸發(fā)氣引入ICP進(jìn)行分析。該技術(shù)對(duì)以上九種元素的檢出限可比氣動(dòng)霧化法降低1--2個(gè)數(shù)量級(jí)，已在衛(wèi)檢、環(huán)境及玩具檢測(cè)、鋼鐵等領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。
4、固體進(jìn)樣
固體進(jìn)樣包括固體或粉末樣品直接氣化，然后將蒸氣或固體氣溶膠用載氣引入等離子體，以及把固體或粉未樣品直接送進(jìn)或插進(jìn)等離子體的方法。激光、控波火花、微電弧都可以成為固體或粉末樣品氣化的采樣裝置，并已有商品儀器出售，其采樣氣化原理與一般激光光源、火花和電弧光源并無什么不同。美國(guó)熱電公司的SSEA固體進(jìn)樣技術(shù)（見下圖）采用控波火花燒蝕氣化技術(shù)，該技術(shù)具有火花直讀光譜的快速、方便，又具有ICP光譜的寬線性范圍，已成功地應(yīng)用于冶金、機(jī)械等分析領(lǐng)域，特別是在鋁及鋁合金分析、貴金屬雜質(zhì)分析等方面更現(xiàn)特色。
屬于直接把固體和粉末送進(jìn)或插進(jìn)等離體的方法主要有雙高頻進(jìn)樣法、射流展開法和樣品直接插入進(jìn)樣法等。雙高頻進(jìn)樣法是根據(jù)吹樣法原理，采用高頻放電產(chǎn)生的振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)試樣周圍的空氣。使<200目的粉末試樣變?yōu)閴m霧飛揚(yáng)起來，并被從漏斗邊緣縫隙吹入的載氣引入ICP中心通道，這種裝置送樣量可達(dá)到70%，由于進(jìn)樣量多，曝光時(shí)間短，檢出限比電弧光源可降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。射流展開法是采用類似水平電極電弧撒樣法的振動(dòng)送樣器將14微米粒徑的粉末樣送入樣品管，借助來自底部毛細(xì)管的約0.3升/分的載氣流將試樣吹進(jìn)ICP中心通道，這種裝置送樣率可達(dá)100%，檢出限也可改善。但這兩種方法與吹樣法和撒樣法無本質(zhì)區(qū)別，很難保證樣品穩(wěn)定、均勻引入等離子體，以及因樣品顆粒及狀態(tài)不同影響試樣的蒸發(fā)。對(duì)于樣品直接進(jìn)樣法是將1-20毫克的粉末樣品置于石墨電極小孔中，然后直接插入ICP放電中心通道，這種方法對(duì)于易揮發(fā)元素，例如Na、Cu、Zn、Ga、In、Tl、Pb、As、Bi等檢出限可優(yōu)于碳電極小孔直流電弧法。
從上面可以看出，固體進(jìn)樣技術(shù)仍是ICP光譜分析的一個(gè)重要難題，特別是粉末進(jìn)樣法，至今仍是一個(gè)不成熟的技術(shù)。
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