原子熒光分析的發(fā)展動(dòng)態(tài)

臧淑梅

（黑龍江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站 黑龍江 哈爾濱 150018）

原子熒光光譜分析技術(shù)是20世紀(jì)60年代中期提出并發(fā)展起來(lái)的、80年代才開始采用的一種優(yōu)良的痕量分析技術(shù)。作為一種新的儀器分析方法被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、生物、冶金、地礦、石油、食品、醫(yī)療衛(wèi)生等很多領(lǐng)域中的多種元素的分析，特別對(duì)易揮發(fā)的8種元素的分析頗有潛力。近年來(lái)原子熒光領(lǐng)域的研究與應(yīng)用十分活躍，對(duì)實(shí)際工作取得了較好的效果。

原子熒光法是一種定量分析方法，快速、靈敏、簡(jiǎn)便，其分析技術(shù)和儀器已經(jīng)很成熟。它是以“原子熒光”現(xiàn)象為基礎(chǔ)，即原子蒸氣吸收一定波長(zhǎng)的輻射而被激發(fā)，然后受激原子去活化，發(fā)射出一定波長(zhǎng)的輻射——原子熒光。

1、原子熒光分析前處理技術(shù)的研究進(jìn)展

原子熒光分析前處理要求消化完全，傳統(tǒng)的濕法消解方法(如硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-過(guò)氧化氫)和干燥灰化操作程序繁瑣、所耗時(shí)間和費(fèi)用幾乎占實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程投資的60%～70%，而且消解過(guò)程不徹底，造成分析結(jié)果的準(zhǔn)確度不高、重現(xiàn)性較差。因此，探索一種先進(jìn)的前處理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的前處理方法顯得十分重要。微波消解技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的樣品前處理新技術(shù)，這種方法有很多特點(diǎn)優(yōu)越于傳統(tǒng)方法?？梢允瓜馔耆珡氐?，回收率高，易揮發(fā)元素?fù)p失少，環(huán)境污染小，消解速度快。

2、原子熒光分析儀器的研究進(jìn)展

原子熒光分析儀器主要由激發(fā)光源、波長(zhǎng)選擇器件、樣品室和樣品池、檢測(cè)器四部分構(gòu)成。由于熒光強(qiáng)度在一定條件下與激發(fā)輻射強(qiáng)度呈正比，要獲得低檢出限，需要高強(qiáng)度的光譜，激發(fā)光源的研究是AFS研究的主要課題之一。簡(jiǎn)單的熒光計(jì)最常用的光源是低壓汞弧燈；熒光分光光度計(jì)的光源有高壓氙燈、高壓汞燈、氙-汞弧燈、閃光燈和激發(fā)器，應(yīng)用最廣泛的是高壓氙燈。脈沖氙燈是正在逐漸流行的發(fā)光激發(fā)光源，能提供較大相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的300nm以下波長(zhǎng)的光束，在這一波長(zhǎng)區(qū)域直流供電的其它氙弧燈和汞弧燈的發(fā)射強(qiáng)度都明顯下降。在分析中選擇合適的原子化條件是非常重要的環(huán)節(jié)。激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)選擇器的中心波長(zhǎng)和通帶應(yīng)加以選擇，以使熒光信號(hào)最佳和背景信號(hào)最小。樣品室有一個(gè)既簡(jiǎn)便又能使樣品池位置重現(xiàn)的樣品池架，入口蓋和樣品室的其余部分都必須嚴(yán)格防止漏光。對(duì)于簡(jiǎn)單的熒光計(jì)用試管型的樣品池就可以，最常見的是采用標(biāo)準(zhǔn)方形石英樣品池，樣品池各面全拋光；微量樣品池用于樣品量有限的情況，也可用于檢測(cè)流動(dòng)體系的熒光。光電倍增管是最常用的檢測(cè)器。用帶多道檢測(cè)器的發(fā)射攝譜儀可以快速獲得全發(fā)射光譜，這種儀器對(duì)于發(fā)光組分濃度隨時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)研究和化學(xué)發(fā)光測(cè)量特別有用，增強(qiáng)二極管陣列和增強(qiáng)硅靶視象管都已被使用，還有將專用的增強(qiáng)二極管陣列裝到這些器件和熒光分光光度計(jì)上。目前多道熒光光度計(jì)還達(dá)不到多道分光光度計(jì)那樣流行。

在采用脈沖供電方式和選定的最佳工作條件下，激發(fā)出強(qiáng)的原子熒光，光源壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、檢測(cè)限低，又可避免操作人員受微波輻射的影響。流動(dòng)注射等高科技的應(yīng)用使原子熒光法更有發(fā)展的潛力。

3、原子熒光分析法的應(yīng)用研究進(jìn)展

原子熒光分析的應(yīng)用非常廣泛，很多文獻(xiàn)報(bào)道了其在環(huán)境樣品及水體樣品、礦物樣品及地質(zhì)樣品、食品及植物樣品、生物樣品及臨床樣品等方面的應(yīng)用發(fā)展動(dòng)態(tài)。

3.1 在環(huán)境樣品及水體樣品中的應(yīng)用研究

采用氫化物原子熒光法，利用HNO3-K2Cr2O7作汞的保護(hù)劑測(cè)定了土壤樣品中的痕量砷、銻和汞的含量；對(duì)河水、廢水中的不同價(jià)態(tài)的Se進(jìn)行測(cè)定都得到滿意的結(jié)果。目前，還采用激光光源激發(fā)以石墨爐為原子化器的原子熒光光譜法測(cè)定了肝和腦中的鉈；用分子篩瓊脂糖凝膠分離紅細(xì)胞、紅細(xì)胞膜，并利用原子熒光光譜法測(cè)定了細(xì)胞膜結(jié)合硒；利用電熱石英管原子化器測(cè)定了血漿中的硒含量，該方法的檢出限為0.14ug/L。已有不少相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了其在環(huán)境樣品及水體樣品中的應(yīng)用。例如張世滿利用AFS-230E原子熒光分析儀對(duì)生活飲用水中微量硒的含量進(jìn)行測(cè)定。采用爐高8.0mm，負(fù)高壓300V，燈電流80mA，載氣流量為300mL/min。該方法重現(xiàn)性好，檢出限低，分析速度快，成本低，其他金屬不產(chǎn)生干擾，獲得比較滿意的結(jié)果，是一種理想的測(cè)定方法。該法測(cè)定檢出限可達(dá)到0.1459ug/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中規(guī)定的量10.0ug/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2，回收率達(dá)到100.6%～104.0%。

3.2 在礦物樣品及地質(zhì)樣品分析中的應(yīng)用進(jìn)展

采用特制的空心陰極燈作激發(fā)光源，有效改善了氫化物原子熒光法測(cè)定所采樣品中砷、銻、鉍的穩(wěn)定性，在測(cè)定時(shí)加入硫脲和抗壞血酸混合還原劑可有效地提高分析速度和消除干擾；還可以用原子熒光法連續(xù)測(cè)定巖石樣品中的砷和銻、用同樣的方法測(cè)定地質(zhì)中錫的含量、用巰基棉分離富集后測(cè)定多金屬礦中的鉍，而在測(cè)定巖石中的鎂時(shí)，大量鋁的存在對(duì)鎂的熒光強(qiáng)度有抑制作用，一般加入氯化鍶來(lái)消除；而測(cè)定巖石、礦石中的鎳、鈷時(shí)，鐵鋁的干擾則以萃取直接測(cè)定有機(jī)相的方法加以消除。

唐志海報(bào)道利用氫化物發(fā)生原子熒光測(cè)定法測(cè)堿式碳酸銅中微量砷，用AFS-230A型原子熒光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。在最優(yōu)化儀器條件：燈電流為600mA，負(fù)高壓為300V，原子化器高度為8.0mm，原子化器溫度為200℃，載氣流量為400mL/min，屏蔽氣流量為1000mL/min，硼氫化鉀的濃度在1.5%～2.5%時(shí)，砷的影響都很穩(wěn)定，以硝酸作為酸介質(zhì)是最好的，采用5%的濃度作為酸介質(zhì)的濃度。該法最低檢出限為0.03～8ug/kg，在樣品測(cè)定中標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍為0～40ug/L，相關(guān)系數(shù)r≥0.999，加標(biāo)回收率為94.5%～110.3%，平均為104.3%，該法操作簡(jiǎn)便，靈敏度高，線性范圍寬，這是目前較為理想的測(cè)量方法。

3.3 在食品及植物樣品分析中的應(yīng)用研究

采用5%碘化鉀-5%硫脲-5%抗壞血酸為預(yù)還原劑，以氫化物-無(wú)色散雙道原子熒光法同時(shí)測(cè)定糧食(大米、小麥)中的砷和銻。利用鎘與NaBH4反應(yīng)的特性，用原子熒光法測(cè)定了牛肉干、魚干、鮮牛肉、飲料、大米以及罐頭中的鎘含量，對(duì)測(cè)定條件進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)樣品中的干擾情況進(jìn)行了研究；利用氫化物原子熒光法對(duì)蔬菜中砷含量進(jìn)行測(cè)定，得到了較為滿意的結(jié)果；利用HG-AFS法測(cè)定富硒蘋果中硒含量并研究出最佳實(shí)驗(yàn)條件，其操作步驟大大簡(jiǎn)化，檢出限可以達(dá)到ng/mL；還可以對(duì)食品中無(wú)機(jī)鍺和鍺-132分別進(jìn)行了測(cè)定，方法靈敏、簡(jiǎn)便。鄭文柱報(bào)道利用氫化物發(fā)生-原子熒光法測(cè)定醬油、醋中的鉛，該法線性檢測(cè)范圍為0～100，方法檢出限為0.16ug/L，樣品加標(biāo)回收率為89.3%～103.9%。

丘紅梅等用微波消解-氫化物原子熒光法測(cè)定罐頭食品中的錫。研究了酸度、硼氫化鉀濃度、載氣及屏蔽氣流速等因素對(duì)測(cè)定的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明錫含量在0.00～200.0ug/L，范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，該法檢出限為0.079ug/L；方法RSD為0.86%～1.85%，標(biāo)準(zhǔn)加標(biāo)回收率在89.4%～103.5%之間。該方法快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。

4、原子熒光分析的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，原子熒光分析方法不斷完善，新儀器的發(fā)展具有如下特點(diǎn)：分析測(cè)試的準(zhǔn)確度和靈敏度不斷提高，分析速度進(jìn)一步加快，并可同時(shí)完成數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)組分的測(cè)定；新的超痕量分析儀器和分析方法、以及不需以標(biāo)準(zhǔn)試樣校準(zhǔn)的絕對(duì)分析方法將進(jìn)一步建立和完善；新領(lǐng)域、新方法不斷出現(xiàn)，各學(xué)科的新成就被應(yīng)用到分析中；聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前分析方法發(fā)展的方向。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信息量及分析速度的要求都在提高，采用一種分析技術(shù)已無(wú)法滿足分析任務(wù)的要求，于是將幾種分析技術(shù)結(jié)合組成聯(lián)用技術(shù)，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而提高方法的靈敏度、準(zhǔn)確度以及對(duì)復(fù)雜物質(zhì)的分辨能力(如流動(dòng)注射技術(shù)與原子熒光法的聯(lián)用)；新儀器與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，使分析向智能化方向發(fā)展；可使操作和數(shù)據(jù)處理快速、準(zhǔn)確和簡(jiǎn)便化、自動(dòng)化，使分析方法大為改觀；原子熒光分析技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，并已成為科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)領(lǐng)域和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)化學(xué)的重要支柱。

（略）