原子熒光光度計(jì)檢定中的問題及解決方法

陳宇鴻 金春秋 / 浙江省溫嶺市疾病預(yù)防控制中心

0 引言

原子熒光光度計(jì)是利用原子熒光譜線的波長和強(qiáng)度進(jìn)行物質(zhì)的定性及定量分析的儀器，具有檢出限低、靈敏度高、干擾較少、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、食品監(jiān)測、環(huán)保、地質(zhì)等機(jī)構(gòu)中砷、汞、硒、碲、鉍、錫、鍺等元素的測定。隨著各類實(shí)驗(yàn)室中原子熒光光度計(jì)的普及，對其展開相應(yīng)的檢定和維護(hù)也成了計(jì)量測試的必然要求。特別是檢定中發(fā)生的儀器故障，不但會(huì)阻礙檢定工作的進(jìn)行，而且影響儀器的使用保養(yǎng)。現(xiàn)按照中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 939-2009《原子熒光光度計(jì)》[1]中的方法，對檢定時(shí)可能出現(xiàn)的儀器技術(shù)指標(biāo)常見問題，提出有效的解決方法。

1 穩(wěn)定性（漂移、噪聲）控制

穩(wěn)定的基線是原子熒光分析的基本要求。按規(guī)程要求開機(jī)，點(diǎn)亮砷、銻燈，但不點(diǎn)火，把燈電流、負(fù)電壓調(diào)至規(guī)定范圍內(nèi)，預(yù)熱時(shí)間30 min，可在原子化器上部放置熒光強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，調(diào)整靜態(tài)模擬信號(hào)的熒光強(qiáng)度初始值為500左右，并模擬記錄，連續(xù)測量30 min，計(jì)算基線漂移和噪聲。當(dāng)基線漂移、噪聲超出規(guī)程的技術(shù)指標(biāo)范圍時(shí)必須查找原因。首先，確定光源的穩(wěn)定性，環(huán)境溫度較低時(shí)要延長空心陰極燈的預(yù)熱時(shí)間；判斷空心陰極燈是否老化異常；負(fù)高壓、燈電流設(shè)置過大會(huì)使噪聲增大，穩(wěn)定性變差，因此，需降低至合適的負(fù)高壓和燈電流，有效降低噪聲水平，使儀器趨于穩(wěn)定；對原子熒光光度計(jì)的檢測窗口進(jìn)行遮光處理，檢查儀器是否受到強(qiáng)光干擾。其次，合理調(diào)整空心陰極燈的位置及原子化器的高度也是保證儀器信號(hào)穩(wěn)定的必要因素。另外，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度過低或過高，濕度過高均會(huì)使儀器處于不穩(wěn)定狀態(tài)，宜通過空調(diào)將室溫保持在20～25 ℃，用除濕機(jī)將相對濕度控制在60%以下。

2 檢出限、測量線性和測量重復(fù)性的控制

根據(jù)規(guī)程要求設(shè)置儀器工作參數(shù)至最佳工作狀態(tài)，對0～20.0 ng/mL的砷、銻混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行3次測量，以測量平均值計(jì)算并繪制出工作曲線。在相同條件下對空白溶液進(jìn)行連續(xù)11次的熒光強(qiáng)度測定，得出檢出限。而對儀器重復(fù)性測量是對10.0 n g/mL的 砷、銻混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行7次連續(xù)測量，計(jì)算出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)測量中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，從儀器引起的異常問題與試劑發(fā)生的異常情況分析：

當(dāng)儀器無響應(yīng)信號(hào)時(shí)，可觀察元素?zé)魺裟芰渴欠裾?；點(diǎn)火爐絲是否點(diǎn)亮；載氣是否正常；進(jìn)樣系統(tǒng)泵管是否有堵塞、漏液現(xiàn)象；若考慮導(dǎo)致原因?yàn)榉磻?yīng)條件不正確或試劑失效，主要檢查硼氫化鈉或硼氫化鉀是否吸潮。如出現(xiàn)上述情況，采取換燈、換爐絲、換泵管、換試劑等相應(yīng)措施。

當(dāng)儀器靈敏度偏低時(shí)，首先檢查元素?zé)?、爐絲是否發(fā)生老化，必要時(shí)換燈、換爐絲；燈電流、負(fù)高壓是否調(diào)整到最佳匹配狀態(tài)；原子化器是否在最佳位置，因?yàn)槠湮恢玫钠茣?huì)造成焦距的改變而降低儀器靈敏度；元素?zé)羰欠裨谧顑?yōu)位置，燈預(yù)熱時(shí)間不足、燈位不合適及原子化器位置高度過低或過高均影響測量重復(fù)性；光路焦距偏離爐芯也會(huì)造成靈敏度低，需要調(diào)整至發(fā)射光束能夠準(zhǔn)確地聚焦在原子化器火焰的中心位置，選擇8 cm左右作為原子化器的合適高度；載氣流量過低，排廢過快，或泵管變形等原因也會(huì)造成靈敏度降低，蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)異常，泵速過快，也會(huì)造成過于劇烈的反應(yīng)，引發(fā)穩(wěn)定性下降，準(zhǔn)確的泵速及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間是保證測量穩(wěn)定的條件，泵管疲勞也會(huì)引起重復(fù)性偏大，需及時(shí)調(diào)整設(shè)置或更換系統(tǒng)管路；其次，測量過程中，管道連接處若發(fā)生漏氣，會(huì)對測量重復(fù)性形成不良影響，此時(shí)，需用檢漏液或肥皂水檢查疑似漏氣處，如有氣泡產(chǎn)生，則確定為漏氣；儀器檢測窗口有強(qiáng)光照射、排風(fēng)口抽風(fēng)或載氣流速過大均可造成測量重復(fù)性差[2]；而原子熒光光度計(jì)的透鏡、空心陰極燈前端玻璃窗的清潔，是確保良好測量重復(fù)性的因素。另外，氬氣純度不足也會(huì)使靈敏度下降，因此，需提高氬氣純度。

當(dāng)出現(xiàn)空白熒光值偏高時(shí)，在設(shè)置最佳匹配的燈電流、負(fù)高壓后，出現(xiàn)空白熒光值偏高現(xiàn)象，大多由試劑和污染引起，即酸、試劑或蒸餾水的本底值過高，因此，應(yīng)選用通過實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)收的優(yōu)級純鹽酸、試劑及高純度水；同時(shí)用10%硝酸對配置標(biāo)準(zhǔn)溶液所需的移液管、容量瓶、儲(chǔ)液瓶等器皿進(jìn)行浸泡過夜后清洗處理，避免受到污染；對儀器被污染所造成的空白熒光值增高現(xiàn)象，可將進(jìn)樣管路、石英爐管拆下，用10%優(yōu)級純酸浸泡過夜，清洗后再重新安裝，有效解決儀器污染所發(fā)生的空白熒光值偏高問題。當(dāng)儀器的測量線性<0.997時(shí)，要先檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液的有效期；考慮配置過程是否按規(guī)程要求；所用器皿是否經(jīng)10%優(yōu)級純酸浸泡處理；加入還原劑后標(biāo)準(zhǔn)溶液是否達(dá)到規(guī)定靜置時(shí)間，還原劑是否分解從而對測量線性產(chǎn)生影響，排除以上幾點(diǎn)后，即可獲得良好的測量線性和測量重復(fù)性。

另外，儀器環(huán)境對測量重復(fù)性也有較大影響，如室內(nèi)的溫度不恒定，儀器熒光產(chǎn)生效率也會(huì)隨著溫度的變化而變化，使儀器的穩(wěn)定性明顯下降，需用空調(diào)保持恒定的溫度環(huán)境；而在高濕度環(huán)境中運(yùn)行，儀器透鏡易產(chǎn)生水霧，原子化器的底座也易發(fā)生水汽凝聚，直接影響穩(wěn)定性，需用除濕機(jī)保證合適的濕度，繼而確保檢出限、測量線性和測量重復(fù)性符合檢定規(guī)程的要求。

3 結(jié)語

原子熒光光度計(jì)作為化學(xué)檢測與計(jì)量領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的大型精密儀器，雖具有檢出限低、靈敏度高、測量線性及重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，但在檢定中易受到各種因素的影響，出現(xiàn)意想不到的問題。本文按照原子熒光光度計(jì)的檢定方法，針對計(jì)量檢定中可能發(fā)生的常見問題作了相關(guān)分析，并提出相對應(yīng)的解決方法。