原子熒光光度計(jì)的研究進(jìn)展

張曉紅

【摘 要】原子蒸汽吸收具有特征波長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)射出特征波長的原子熒光，原子熒光光度計(jì)在中國的進(jìn)展十分迅速，為微量元素的測定提供了方便。

【關(guān)鍵詞】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)射出特征波長的原子熒光。利用測量熒光強(qiáng)度繼而獲得樣品中待測元素含量的方法，稱之為原子熒光光譜法（AFS）。

1970年國外開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)火焰槽以及用于測量每個(gè)金屬元素?zé)晒獾倪壿嬰娐?，可以同時(shí)測定6個(gè)元素。1981年，美國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，且譜線簡單，線性范圍寬。70年代末，我國許多科技工作者也先后開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汞儀，測定了糧食、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)光源的雙道無色散原子熒光光度計(jì)，測定鋁合金、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極放電燈作激發(fā)光源的氫化物無色散原子熒光光譜儀，測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、張錦茂等合作開發(fā)了雙道氫化物原子熒光光譜儀、該儀器可同時(shí)測定兩個(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，利用專用的氣汞測定裝置，獲得了低至0.0078ng汞的檢出限【1】。九十年代以來隨著各種聯(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)，是我國目前在技術(shù)上處于國際領(lǐng)先水平的分析測試儀器。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渡元素和熔點(diǎn)比較低的元素的分析。例如對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)簡單的無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。

十余年來我國發(fā)展起來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，國內(nèi)多家工廠相繼生產(chǎn)了各種型號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。目前我國在HG-AFS中采用的主要光源是微波激發(fā)的無級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，并已出口到加拿大、伊朗等國。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科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心合作開發(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)無線電一廠（WYD型）、浙江溫州電子儀器廠（WFY）以及西安無線電八廠和原地質(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，原子熒光光度計(jì)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，為微量元素的測定提供了簡便的方法，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。

參考文獻(xiàn)：

[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)與開發(fā)，2012，41（5）.