สเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอมด้วยพลาสมาแบบเหนี่ยวนำ ( ICP-AES ) หรือที่เรียกว่า สเปกโทรสโกปีการปล่อยแสงด้วยพลาสมาแบบเหนี่ยวนำ (ICP-OES) เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่ใช้ในการตรวจจับธาตุทางเคมี เป็นสเปกโทรสโกปีการปล่อย ชนิดหนึ่ง ที่ใช้พลาสมาแบบเหนี่ยวนำเพื่อสร้างอะตอมและไอออนที่ถูกกระตุ้นซึ่งปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ความยาวคลื่นเฉพาะของ ธาตุนั้นๆ[ ^{1 ] พลาสมา}คือแหล่งกำเนิดก๊าซไอออนไนซ์ที่มีอุณหภูมิสูง (มักเป็นอาร์กอน) พลาสมาจะถูกรักษาและคงไว้โดยการเหนี่ยวนำจากขดลวดไฟฟ้าที่ความถี่เมกะเฮิร์ตซ์ อุณหภูมิของแหล่งกำเนิดอยู่ในช่วง 6,000 ถึง 10,000 K ความเข้มของการปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นต่างๆ จะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของธาตุภายในตัวอย่าง

ICP-AES ประกอบด้วยสองส่วนคือ ICP และสเปก โทรเมตรแบบออปติคอล หัว เผา ICP ประกอบด้วยท่อแก้วควอตซ์ แบบวงกลมซ้อนกัน 3 ท่อ ^{[ 2 ]}ขดลวดเอาต์พุตหรือ "ขดลวดทำงาน" ของ เครื่องกำเนิด ความถี่วิทยุ (RF) ล้อมรอบส่วนหนึ่งของหัวเผาควอตซ์นี้ โดยทั่วไปจะใช้ก๊าซ อาร์กอนในการสร้างพลาสมานวัตกรรมสมัยใหม่ทำให้สามารถใช้ ก๊าซ ไนโตรเจนสำหรับ ICP ได้ ^{[ 3 ]}

ICP มีโหมดการทำงานสองโหมด เรียกว่าโหมดคาปาซิทีฟ (E) ที่มีความหนาแน่นของพลาสมาต่ำ และโหมดอินดักทีฟ (H) ที่มีความหนาแน่นของพลาสมาสูง และการเปลี่ยนจากโหมดทำความร้อน E เป็น H เกิดขึ้นเมื่อมีการป้อนอินพุตภายนอก^{[ 4 ]}หัวเผาทำงานในโหมด H

เมื่อเปิดไฟฉายสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความเข้มสูง จะถูกสร้างขึ้นภายในขดลวดโดย สัญญาณ ความถี่วิทยุ พลังงานสูง ที่ไหลผ่านขดลวด สัญญาณ RF นี้ถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิด RF ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือเครื่องส่งสัญญาณวิทยุพลังงานสูงที่ขับเคลื่อน "ขดลวดทำงาน" ในลักษณะเดียวกับที่เครื่องส่งสัญญาณวิทยุทั่วไปขับเคลื่อนเสาอากาศส่งสัญญาณ เครื่องมือทั่วไปทำงานที่ความถี่ 27 หรือ 40  MHz ^{[ 5 ]}ก๊าซอาร์กอนที่ไหลผ่านไฟฉายจะถูกจุดด้วย หน่วย เทสลาที่สร้างประกายไฟสั้นๆ ผ่านการไหลของอาร์กอนเพื่อเริ่มต้นกระบวนการไอออนไนเซชัน เมื่อพลาสมา "ถูกจุด" แล้ว หน่วยเทสลาจะถูกปิด

ก๊าซอาร์กอนจะแตกตัวเป็นไอออนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความเข้มสูงและไหลในรูปแบบสมมาตรเชิงการหมุนเฉพาะไปยังสนามแม่เหล็กของขดลวด RF จากนั้นพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงและเสถียรประมาณ 7000 K จะถูกสร้างขึ้นอันเป็นผลมาจากการชนแบบไม่ยืดหยุ่นที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมอาร์กอนที่เป็นกลางและอนุภาคที่มีประจุ^{[ 6 ]}

ปั๊มแบบเพริสตัลติกจะส่งตัวอย่างที่เป็นของเหลวหรือสารอินทรีย์เข้าไปในเครื่องพ่นละอองวิเคราะห์ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นละอองและนำเข้าไปในเปลวไฟพลาสมาโดยตรง ตัวอย่างจะชนกับอิเล็กตรอนและไอออนที่มีประจุในพลาสมาทันที และแตกตัวออกเป็นไอออน ที่มีประจุ โมเลกุลต่างๆ จะแตกตัวออกเป็นอะตอมของตนเอง จากนั้นอะตอมเหล่านั้นจะสูญเสียอิเล็กตรอนและรวมตัวกันใหม่ซ้ำๆ ในพลาสมา ทำให้เกิดการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่น เฉพาะ ของธาตุที่เกี่ยวข้อง

ในการออกแบบบางแบบ จะใช้ก๊าซตัด เช่นไนโตรเจนหรืออากาศอัดแห้ง เพื่อ "ตัด" พลาสมา ณ จุดที่กำหนด จากนั้นจะใช้เลนส์ส่งผ่านหนึ่งหรือสองตัวเพื่อโฟกัสแสงที่ปล่อยออกมาบนตะแกรงเลี้ยวเบนซึ่งแสงจะถูกแยกออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ ในสเปกโทรเมตรแบบออปติคอล ในการออกแบบอื่นๆ พลาสมาจะพุ่งชนโดยตรงกับส่วนต่อประสานทางแสง ซึ่งประกอบด้วยรูที่ก๊าซอาร์กอนไหลออกมาอย่างต่อเนื่อง ทำให้พลาสมาเบี่ยงเบนและช่วยระบายความร้อน ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้แสงที่ปล่อยออกมาจากพลาสมาเข้าสู่ห้องออปติคอลได้ และยังมีแบบอื่นๆ ที่ใช้ใยแก้วนำแสงเพื่อส่งแสงบางส่วนไปยังห้องออปติคอลแยกต่างหาก

ภายในห้องแสง (หรือหลายห้อง) หลังจากที่แสงถูกแยกออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ (สีต่างๆ) แล้ว ความเข้มของแสงจะถูกวัดด้วย หลอด โฟโตมัลติพลายเออร์ ซึ่งจัดวางตำแหน่งทางกายภาพเพื่อ "มองเห็น" ความยาวคลื่นเฉพาะสำหรับแต่ละเส้นของธาตุที่เกี่ยวข้อง หรือในเครื่องมือที่ทันสมัยกว่านั้น สีที่แยกออกมาจะตกกระทบกับอาร์เรย์ของตัวตรวจจับแสงเซมิคอนดักเตอร์ เช่นอุปกรณ์รับภาพแบบประจุไฟฟ้า (CCD) ในเครื่องมือที่ใช้อาร์เรย์ตัวตรวจจับเหล่านี้ ความเข้มของความยาวคลื่นทั้งหมด (ภายในช่วงของระบบ) สามารถวัดได้พร้อมกัน ทำให้เครื่องมือสามารถวิเคราะห์ทุกธาตุที่เครื่องมือมีความไวต่อการตรวจจับได้ในคราวเดียว ดังนั้นจึงสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้อย่างรวดเร็วมาก

จากนั้นจะนำความเข้มของแต่ละเส้นไปเปรียบเทียบกับความเข้มที่วัดได้ก่อนหน้านี้ของ ธาตุ ที่มีความเข้มข้น ที่ทราบแล้ว และคำนวณความเข้มข้นโดยใช้วิธีการประมาณค่าในช่วงตามเส้นสอบเทียบ (โดยใช้เส้นโค้งสอบเทียบ )

นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้วซอฟต์แวร์พิเศษจะแก้ไขการรบกวนที่เกิดจากการมีองค์ประกอบต่างๆ อยู่ในเมทริกซ์ตัวอย่างที่กำหนด

ความพยายามครั้งแรกที่ตีพิมพ์ในการใช้การปล่อยพลาสมาเป็นแหล่งกำเนิดสำหรับการวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีเกิดขึ้นในปี 1956 โดยEugen Bădărău [ ^{7 ] ใน}ปี 1964 Stanley Greenfield ซึ่งทำงานที่Albright & Wilsonเป็นคนแรกที่ใช้ ICP สำหรับการวิเคราะห์ที่ไม่ใช่การทดลอง^{[ 7 ]}เครื่องจักรเชิงพาณิชย์เครื่องแรกผลิตโดยKONTRONในปี 1975 ^{[ 7 ]}

ตัวอย่างของการประยุกต์ใช้ ICP-AES ได้แก่ การหาปริมาณโลหะในไวน์^{[ 8 ]}สารหนูในอาหาร^{[ 9 ]}และธาตุติดตามที่จับกับโปรตีน^{[ 10 ]}วิธีการ ICP-AES ใช้ในการทดสอบการปนเปื้อนของโลหะในน้ำดื่มและน้ำเสีย^{[ 11 ]} ICP-AES ได้เข้ามาแทนที่วิธีการวิเคราะห์แบบเก่า เช่นการวิเคราะห์แบบกราวิเมตริกสำหรับการวิเคราะห์ธาตุติดตามหลายชนิดเป็นประจำ

ICP-AES ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการแปรรูปแร่เพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับเกรดของกระแสแร่ต่างๆ สำหรับการสร้างสมดุลมวล

ในปี 2551 เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ที่มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลเพื่อแสดงให้เห็นว่าเครื่องรางChi Rho ที่พบในShepton Mallet ซึ่งก่อนหน้านี้เชื่อ ^กันว่าเป็นหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของศาสนาคริสต์ในอังกฤษ [ ^{12 ]}มีอายุเพียงแค่ศตวรรษที่ 19 เท่านั้น^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

เทคนิค ICP-AES มักใช้ในการวิเคราะห์ธาตุปริมาณน้อยในดิน และด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ในงานนิติวิทยาศาสตร์เพื่อตรวจสอบที่มาของตัวอย่างดินที่พบในที่เกิดเหตุหรือบนตัวเหยื่อ เป็นต้น การนำตัวอย่างจากกลุ่มควบคุมมาวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะ และนำตัวอย่างที่ได้จากหลักฐานมาวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะเช่นกัน จะช่วยให้สามารถเปรียบเทียบได้ แม้ว่าหลักฐานจากดินอาจไม่สามารถใช้เป็นหลักฐานเดียวในศาลได้ แต่ก็ช่วยเสริมหลักฐานอื่นๆ ได้อย่างแน่นอน

นอกจากนี้ ยังกำลังกลายเป็นวิธีการวิเคราะห์ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นสำหรับการหาปริมาณธาตุอาหารในดินทางการเกษตร ข้อมูลที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการคำนวณปริมาณปุ๋ยที่จำเป็นเพื่อให้ได้ผลผลิตและคุณภาพพืชผลสูงสุด

ICP-AES ใช้สำหรับ การวิเคราะห์ น้ำมันเครื่องการวิเคราะห์น้ำมันเครื่องที่ใช้แล้วจะช่วยให้ทราบถึงการทำงานของเครื่องยนต์ได้เป็นอย่างดี ชิ้นส่วนที่สึกหรอในเครื่องยนต์จะทิ้งร่องรอยไว้ในน้ำมัน ซึ่งสามารถตรวจจับได้ด้วย ICP-AES การวิเคราะห์ด้วย ICP-AES สามารถช่วยระบุได้ว่าชิ้นส่วนใดกำลังชำรุด นอกจากนี้ ICP-AES ยังสามารถระบุปริมาณสารเติมแต่งในน้ำมันบางชนิดที่ยังคงเหลืออยู่ และบ่งชี้ถึงอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของน้ำมันได้ การวิเคราะห์น้ำมันมักใช้โดยผู้จัดการยานพาหนะหรือผู้ที่ชื่นชอบรถยนต์ที่ต้องการทราบข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องยนต์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ICP-AES ยังใช้ในกระบวนการผลิตน้ำมันเครื่อง (และน้ำมันหล่อลื่นอื่นๆ) เพื่อการควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามข้อกำหนดการผลิตและอุตสาหกรรม

• เถ้าถ่าน
• สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนอะตอม
• สเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอม
• สเปกโทรเมตรีมวลพลาสมาแบบเหนี่ยวนำ

• สเปกโทรเมตรีการปล่อยแสงพลาสมาแบบเหนี่ยวนำในสารานุกรมเคมีวิเคราะห์
• แหล่งกำเนิดการกระตุ้นพลาสมาแบบเหนี่ยวนำ (ICP) [ต้องระบุชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน]