ICP-MS是一个以质谱仪作为检测器的等离子体，ICP-AES和ICP-MS的进样部分及等离子体是极其相似的。ICP-AES测量的是光学光谱（120nm-800nm），ICP-MS测量的是离子质谱，提供在3-250amu范围内每个原子质量单位（amu）的信息。还可进行同位素测定。尤其是其检出限给人极深刻的印象，其溶液的检出限大部分为ppt级，石墨炉AAS的检出限为亚ppb级，ICP-AES大部分元素的检出限为1-10ppb，一些元素也可得到亚ppb级的检出限。但由于ICP-MS的耐盐量较差，ICP-MS的检出限实际上会变差，多大50倍。一些轻元素（如S、Ca、Fe、K、Se）在ICP-MS中有严重的干扰，其实际检出限也很差。下表列出这几种方法的检出限的比较：
表3 ICP-MS、ICP-AES与AAS方法检出限的比较（ug/L）
元素 | ICP-MS | ICP-AES | GF-AAS | F-AAS |
Ag | 0.003 | 0.3 | 0.01 | 1.5 |
Al | 0.006 | 0.2 | 0.1 | 45 |
Au | 0.001 | 0.6 | 0.1 | 9 |
B | 0.09 | 0.3 | 20 | 1000 |
Ba | 0.002 | 0.04 | 0.35 | 15 |
Be | 0.03 | 0.05 | 0.003 | 1.5 |
Bi | 0.0005 | 2.6 | 0.25 | 30 |
Ca | 0.5 | 0.02 | 0.01 | 1.5 |
Cd | 0.003 | 0.09 | 0.008 | 0.8 |
Ce | 0.0004 | 2.0 | -- | -- |
Co | 0.0009 | 0.2 | 0.15 | 9 |
Cr | 0.02 | 0.2 | 0.03 | 3 |
Cs | 0.0005 | -- | 0.04 | 15 |
Cu | 0.003 | 0.2 | 0.04 | 1.5 |
Fe | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 5 |
Ga | 0.001 | 4.0 | 0.1 | 50 |
Hf | 0.0006 | 3.3 | -- | 300 |
Hg | 0.004 | 0.5 | 0.6 | 50 |
In | 0.0005 | 9.0 | 0.04 | 30 |
K | 1 | 0.2 | 0.008 | 3 |
La | 0.0005 | 1.0 | -- | 2000 |
Li | 0.027 | 0.2 | 0.06 | 0.8 |
Mg | 0.007 | 0.01 | 0.004 | 0.1 |
Mn | 0.002 | 0.04 | 0.02 | 0.8 |
Mo | 0.03 | 0.2 | 0.08 | 30 |
Na | 0.03 | 0.5 | -- | 0.3 |
Nb | 0.0009 | 5.0 | -- | 1500 |
Ni | 0.005 | 0.3 | 0.3 | 5 |
Os | -- | 0.13 | -- | 120 |
P | 0.001 | 1.5 | 0.06 | 10 |
Pb | 0.001 | 1.5 | 0.06 | 10 |
Pd | 0.0009 | 3.0 | 0.8 | 10 |
Pt | 0.002 | 4.7 | 1 | 6 |
Rb | 0.003 | 30 | 0.03 | 3 |
Re | 0.0006 | 3.3 | -- | 600 |
Rh | 0.0008 | 5.0 | 0.8 | 6 |
Ru | 0.002 | 6.0 | -- | 60 |
S | 70 | 9.0 | -- | -- |
Sb | 0.001 | 2.0 | 0.15 | 30 |
Sc | 0.015 | 0.09 | 6 | 30 |
Se | 0.06 | 1.5 | 0.3 | 100 |
Si | 0.7 | 1.5 | 1.0 | 90 |
Sn | 0.002 | 1.3 | 0.2 | 50 |
Sr | 0.0008 | 0.01 | 0.025 | 3 |
Ta | 0.0006 | 5.3 | -- | 1500 |
Te | 0.01 | 10 | 0.1 | 30 |
Th | 0.0003 | 5.4 | -- | -- |
Ti | 0.006 | 0.05 | 0.35 | 7.5 |
Tl | 0.0005 | 1.0 | 0.15 | 15 |
U | 0.0003 | 5.4 | -- | 15000 |
V | 0.002 | 0.2 | 0.1 | 20 |
W | 0.001 | 2.0 | -- | 1500 |
Y | 0.0009 | 0.3 | -- | 75 |
Zn | 0.003 | 0.2 | 0.01 | 1.5 |
zr | 0.004 | 0.3 | -- | 450 |
这集中分析技术的分析性能可以从下面几个方面进行比较：
1.容易使用程度：
在日常工作中，从自动化来讲，ICP-AES是zui成熟的，可有技术不熟练的人员来应用ICP-AES专家制定的方法进行工作。ICP-MS的操作直到现在仍然较为复杂，尽管近年来在计算机控制和智能化软件方面有很大的进步，但在常规分析前仍需由技术人员进行精密的调整，ICP-MS的方法研究也是很复杂及耗时的工作。GF-AAS的常规工作虽然是比较容易的但制定方法仍需要相当熟练的技术。
2.分析试液中的总固体溶解量（TDS）：
在常规工作中，ICP-AES可分析10％TDS的溶液，甚至可以高至30％的盐溶液。在短时期内ICP-MS可分析0.5％的溶液，但在大多数情况下采用不大于0.2％TDS的溶液为佳。当原始样品是固体时，与ICP-AES，GP-AAS相比，ICP-MS需要更高的稀释倍数，折算到原始固体样品中的检出限就显示不出很大的优势了。
3.线性动态范围（LDR）：
ICP-MS具有超过105以上的LDR，各种方法可使其LDR开展至108。但不管如何，对ICP-MS来说：高基体浓度会使分析出现问题，而这些问题的解决方案是稀释。因此，ICP-MS应用的主要领域在痕量/超痕量分析。
GF-AAS的LDR限制在102-103，如选用次灵敏线可进行高一些浓度的分析。
ICP-AES具有105以上的LDR且抗盐份能力强，可进行痕量及主要元素的测定，ICP-AES可测定的浓度高达百分含量，因此，ICO-AES可以很好地满足实验室主、次、痕量元素常规分析的需要。
4.精密度：
ICP-MS的短期精密度一般是1-3％RSD，这是应用多内标法在常规工作中得到的。
ICP-AES的短期精密度一般为0.3-1％RSD，几个小时的长期精密度小于3％RSD。
GF-AAS的短期精密度为0.5-5％RSD，长期精密度的因素不在于时间而视石墨管的使用次数。
5.样品分析能力：
ICP-MS和ICP-AES的分析能力体现在其可以多元素同时测定上。
ICP-AES的分析速度取决于是采用全谱直读型还是单道扫描型，每个样品所需的时间为2或6分钟，全谱直读型较快，一般为2分钟测定一个样品。
GF-AAS的分析速度为每个样品中每个元素需要3-4分钟，可以无人自动工作，可保证其对样品的分析能力。
6.运行的费用：
ICP-MS运行费用要高于ICP-AES，因为ICP-MS的一些部件如分子涡轮泵、取样锥和截取锥以及检测器有一定的使用寿命而且需要更换。
ICP-AES主要是雾化器与炬管的消耗，这和ICP-MS一样，其使用寿命是相同的。
GF-AAS则主要是石墨管的使用寿命及其费用。
这三种技术均使用Ar气，其消耗量是一笔相当的费用，ICP技术的Ar费用远高于GF-AAS。
可以看出来这些技术是相互补充的，没有一种技术能满足所有的分析要求，只要某一种技术稍优于另一种技术的地方。下表是AAS、ICO-AES、ICP-MS三种技术的分析性能的简单比较：
表4 ICP-MS、ICP-AES与AAS分析性能的简单比较
方法类型 | ICP-MS | ICP-AES | GF-AAS | F-AAS | |
检出限 | 绝大部分元素非常好 | 绝大部分元素很好 | 部分元素非常好 | 部分元素较好 | |
分析能力 | 动态范围 | ||||
108 | 106 | 107 | 103 | ||
精密度（RSD） | 短期 | 1-3% | 0.3-1% | 1-5% | 0.1-1% |
长期（4h） | <5% | <3% | -- | -- | |
干扰情况 | 光（质）谱干扰 | 少 | 多 | 少 | 很少 |
化学（基体） | 中等 | 几乎没有 | 多 | 多 | |
电离干扰 | 很少 | 很少 | 很少 | 有一些 | |
质量效应 | 存在 | 不存在 | 不存在 | 不存在 | |
同位素干扰 | 有 | 无 | 无 | 无 | |
固体溶解量（Max.） | 0.1-0.5％ | 2-10％ | >20％ | 0.5-3% | |
可测元素 | >75 | >73 | >50 | >68 | |
样品用量 | 少 | 较多 | 很少 | 多 | |
半定量分析 | 能 | 能 | 不能 | 不能 | |
同位素分析 | 能 | 不能 | 不能 | 不能 | |
分析方法开发 | 需要专业知识 | 需要专业技术 | 需要专业技术 | 容易 | |
无人控制操作 | 能 | 能 | 能 | 不能 | |
使用易燃气体 | 无 | 无 | 无 | 有 | |
运行费用 | 高 | 中上 | 中等 | 低 | |
根据分析溶液中待测元素的浓度来看，若每个样品测定1－3个元素，元素浓度为亚或低于ppb级，如果被测元素要求能够满足的情况下，选用GF-AAS是zui合适的；若每个样品5－20个元素，含量为亚ppm至％，选用ICP-AES是zui合适的；如果每个样品需测4个以上的元素，在亚ppb含量，而且样品的数量也相当大，选用ICP-MS是较合适的。
可以看出ICP-AES是比较理想的分析方法，是实验室应当配置的常规分析手段。如果实验室选用了ICP-AES来取代ICP-MS，那么实验室能配备GF-AAS。这一配置可以满足一般实验室对于主、次、痕量成分分析的需要。
ICP-AES法在冶金分析应用上可能出现的zui大困难在于如何解决光谱干扰问题。这也是ICP分析技术发展中需要不断解决的研究课题。
IVP-AES法基体效应，可以应用内标法来解决例如雾化室效应、试样与标准溶液之间粘度差异所带来的基体效益；背景较高可以采用离线背景校正，应用动态背景校正对提高准确度也是很有效的。IVP-AES法zui大的干扰是谱线干扰，其光谱线数量很大而且光谱线干扰也较难解决。有记载的ICP-AES谱线有50000多条，元素间的谱线干扰及基体的谱线干扰也就很严重。因此，对某些样品例如钢铁、冶金产品的分析必须采用使用高分辨率的ICP-AES仪器，尽量把可能干扰的谱线分开。各种分子粒子（如OH）的谱线或谱带对某些低含量的被测元素也带来干扰，影响其样品分析中的实际检出限。因此使用CCD阵列检测器的仪器，以便准确快速地得到待测谱线及相邻背景信息，并对分析谱线和背景进行同步测量，可实现离峰法测量而避开谱线干扰，或采用MSF法或IEC法扣除干扰。选择每个元素的适宜分析条件或加入电离缓衡剂（如过量的I族元素）可以减少易电离元素的影响。
小结：
在日常工作中ICP-AES分析技术是zui成熟的，可由技术不熟练的人员应用ICP-AES技术人员制定的分析方法来进行工作。在常规工作中，ICP-AES 可分析10％TDS的溶液，甚至可以高至30％的盐溶液。ICP-AES具有106以上的线性范围LDR且抗盐份能力强，可以同时进行痕量及主要元素的测定，ICP-AES可同时直接测定0.001-60％的浓度含量。ICP-AES外加ICP-MS，或GF-AAS便可很好地满足实验室的分析需要。对于每个样品分析5-20个元素，含量在亚ppm至％，使用ICP-AES是zui合适的。ICP-AES和GF-AAS由于现代自动化设计以及使用惰性气体的安全性，可以整夜无人看管工作。因此，ICP仪器必将成为冶金分析实验室的基本配置，其分析技术在冶金分析中发挥越来越重要的作用。
