原子熒光光度計(jì)的研究進(jìn)展

張曉紅/黑龍江省糧油衛(wèi)生檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)站

原子熒光光度計(jì)的研究進(jìn)展

張曉紅/黑龍江省糧油衛(wèi)生檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)站

原子蒸汽吸收具有特征波長(zhǎng)的光源輻射后被激發(fā)躍遷到高能態(tài)，然后去激發(fā)躍遷到某一較低能態(tài)而發(fā)射出特征波長(zhǎng)的原子熒光，原子熒光光度計(jì)在中國(guó)的進(jìn)展十分迅速，為微量元素的測(cè)定提供了方便。

原子熒光光度計(jì)；進(jìn)展

原子熒光光譜分析是20世紀(jì)60年代中期提出并發(fā)展起來(lái)的光譜分析技術(shù)，它是原子吸收和原子發(fā)射光譜的綜合與發(fā)展，是一種優(yōu)良的痕量分析技術(shù)。原子蒸汽吸收具有特征波長(zhǎng)的光源輻射后被激發(fā)躍遷到高能態(tài)，然后去激發(fā)躍遷到某一較低能態(tài)（常常是基態(tài)）而發(fā)射出特征波長(zhǎng)的原子熒光。利用測(cè)量熒光強(qiáng)度繼而獲得樣品中待測(cè)元素含量的方法，稱之為原子熒光光譜法（AFS）。

1970年國(guó)外開(kāi)始了多道原子熒光火焰分光計(jì)的研制工作。研制的儀器包括脈沖空心陰極燈，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的干涉濾光片圓盤，一個(gè)卡塞格倫反射系統(tǒng)，一個(gè)火焰槽以及用于測(cè)量每個(gè)金屬元素?zé)晒獾倪壿嬰娐罚梢酝瑫r(shí)測(cè)定6個(gè)元素。1981年，美國(guó)人首次將空心陰極燈作為原子熒光激發(fā)光源與ICP原子化系統(tǒng)相結(jié)合，研制出了世界上第一臺(tái)HLC-ICP-AFS商品儀器。這種裝置具有多元素同時(shí)分析的能力，且譜線簡(jiǎn)單，線性范圍寬。70年代末，我國(guó)許多科技工作者也先后開(kāi)始原子熒光光譜法的研究并作出了貢獻(xiàn)。1976年杜文虎等研制成功了冷原子熒光測(cè)汞儀，測(cè)定了糧食、土壤、礦物、巖石中的痕量汞；1977年上海冶金研究所研制了高強(qiáng)度空心陰極燈作激發(fā)光源的雙道無(wú)色散原子熒光光度計(jì)，測(cè)定鋁合金、銅合金、鋅合金、球墨鑄鐵和合金鋼中的錳、鋅和鎘等元素。1979年郭小偉等研制成功溴化物無(wú)極放電燈作激發(fā)光源的氫化物無(wú)色散原子熒光光譜儀，測(cè)定了礦物和巖石中微量砷、銻和鉍等元素；在此基礎(chǔ)上，1981年郭小偉、張錦茂等合作開(kāi)發(fā)了雙道氫化物原子熒光光譜儀、該儀器可同時(shí)測(cè)定兩個(gè)可形成氫化物的元素。1988年北京地質(zhì)儀器廠、西北有色地質(zhì)研究所和地礦部物化探研究所共同開(kāi)發(fā)了以特征空心陰極燈為激發(fā)光源，由微機(jī)控制儀器功能和數(shù)據(jù)處理的雙道氫化物—原子熒光分析儀，利用專用的氣汞測(cè)定裝置，獲得了低至0.0078ng汞的檢出限【1】。九十年代以來(lái)隨著各種聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了HPLC- AAS相關(guān)聯(lián)用系統(tǒng)，這些聯(lián)用系統(tǒng)的發(fā)展讓有機(jī)金屬化合物形態(tài)分析研究取得了很大進(jìn)展。高效液相色譜與原子熒光光譜儀通過(guò)聚四氟乙烯管相連，中間連進(jìn)微波消解裝置（或紫外燈），可以極大的進(jìn)行有機(jī)汞和砷化合物向無(wú)機(jī)汞和砷化合物的轉(zhuǎn)化，提高其靈敏度。

原子熒光光度計(jì)，是我國(guó)目前在技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平的分析測(cè)試儀器。該儀器可用于某些采用等離子體原子發(fā)射光譜法分析效果不理想的過(guò)渡元素和熔點(diǎn)比較低的元素的分析。例如對(duì)各類樣品中痕量的鉛、鎘、汞、砷、鍺、錫、硒、碲、鉍、銻、鋅的定性和定量分析，另外還應(yīng)用在食品衛(wèi)生、糧食、城市給排水、環(huán)境樣品、地質(zhì)普查、臨床、農(nóng)業(yè)及其產(chǎn)品、化妝品、冶金樣品、藥品等領(lǐng)域內(nèi)。

氫化物原子熒光光譜法是一種新的聯(lián)用分析技術(shù)。它集中了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)：利用氫化物發(fā)生技術(shù)，使待測(cè)元素與絕大多數(shù)的基體元素分離，生成的氫化物可以在氬氫火焰中原子化，而氬氫火焰本身有很高的熒光效率和較低的背景；所有氫化物元素和汞的熒光波長(zhǎng)都位于紫外區(qū)；這些因素的結(jié)合使得可制成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)色散原子熒光分析儀，獲得砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺和汞的較低的檢出限。方法的特點(diǎn)是靈敏度高、重現(xiàn)性好、光譜干擾少、線性范圍寬、分析速度快和成本低。

十余年來(lái)我國(guó)發(fā)展起來(lái)的氫化物原子熒光分析技術(shù)具有自己的特色。且由科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，國(guó)內(nèi)多家工廠相繼生產(chǎn)了各種型號(hào)的氫化物原子熒光光譜儀。在廣大分析工作者 的努力下，HG-AFS已在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)在HGAFS中采用的主要光源是微波激發(fā)的無(wú)級(jí)放電燈和脈沖供電的特種空心陰極燈。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量已突破上千余臺(tái)，并已出口到加拿大、伊朗等國(guó)。HG-AFS已成為各種分析技術(shù)中互相補(bǔ)充不可缺少的重要分析手段。色譜分離與原子熒光光譜儀聯(lián)用可獲得高靈敏度優(yōu)勢(shì)外，原子熒光光譜儀采用非色散光學(xué)系統(tǒng)，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，儀器價(jià)格比AAS、ICP-AES、ICP-MS便宜。且原子熒光已具備有蒸氣發(fā)生系統(tǒng)的專用儀器。因此，簡(jiǎn)化了儀器接口技術(shù)，以及消耗氣體量較少，分析成本低，易于推廣。北京瑞利分析儀器公司與中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心合作開(kāi)發(fā)了高效液相色譜-蒸氣發(fā)生/原子熒光光譜（HPLC-VG/AFS）聯(lián)用分析儀，應(yīng)用于砷、汞、硒元素形態(tài)分析發(fā)揮了重要作用，所以高效液相色譜-蒸氣發(fā)生/原子熒光光譜（HPLC-VG/AFS）聯(lián)用分析儀是目前比較普遍應(yīng)用的檢測(cè)儀器。

隨著特制高性能空心陰極燈激發(fā)光源和斷續(xù)流動(dòng)、順序注射等進(jìn)樣方式的引入，加之原子化器的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，原子熒光儀器整機(jī)分析性能不斷提高，使用越來(lái)越方便，在生產(chǎn)中得到不斷推廣和應(yīng)用。最初生產(chǎn)儀器的專業(yè)廠家有：北京地質(zhì)儀器廠（XDY型）、江蘇寶應(yīng)無(wú)線電一廠（WYD型）、浙江溫州電子儀器廠（WFY）以及西安無(wú)線電八廠和原地質(zhì)礦產(chǎn)部物探所實(shí)驗(yàn)廠等單位；隨著技術(shù)的發(fā)展和體制的改革，目前中國(guó)主要的原子熒光儀器生產(chǎn)廠家為：北京海光儀器公司（AFS-230E）、北京吉大小天鵝儀器有限公司、北京萬(wàn)拓儀器有限公司、廊坊物化探研究所、北京瑞利儀器有限公司、北京東西電子分析儀器有限公司、SK-銳析-LC液相色譜原子熒光聯(lián)用儀、SK-博-LC液相色譜原子熒光聯(lián)用儀、北京瑞利分析儀器公司（AF-610D）等。由此可見(jiàn)，原子熒光光度計(jì)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，為微量元素的測(cè)定提供了簡(jiǎn)便的方法，由于其精密度較高，它也存在不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步完善和發(fā)展。

[1]劉斌. 氫化物發(fā)生- 原子熒光光譜法的研究[J]．化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2012，41（5）．