原子荧光的测定与注意事项

原子荧光的测定与注意事项

【摘要】科学技术日新月异，在我国原子荧光法成为了新型监测手段，原子荧光法可以对日常生活中涉及到的无机元素进行有效监测。但在进行原子荧光法监测时往往会受到一些因素的影响，如电倍增管负高压、观测高度、空心阴极灯灯电流、载气流量、屏蔽气流量等，如果任何因素没有达到监测条件，都会影响原子荧光监测的数据。本文首先介绍原子荧光的定义，并提出原子荧光测定中选择最佳的工作参数。
　　【关键词】原子荧光 测定 选择最佳 工作参数

引言：近20年来，科学技术的进步发展提高了对无机元素监测的技术，作为新型监测分析技术原子荧光法，以其据对的优势提高了对无机元素的监测，同时选择最佳的工作参数能够为原子荧光测定精确性提供有利依据，主要涉及到原子荧光测定中空心阴极灯、观测高度、载气流量、屏蔽气的具体流量、选择其他条件以及最佳的氢化反应条件的参数选择。
　　一、原子荧光的定义
　　原子荧光法是测定无机元素的仪器，主要是对原子在跃迁返回基态时，发散出的荧光。通常原子吸收也可以检定原子在能级跃迁高能态时，吸收的能量，但原子荧光法较之原子吸收有更大的优势，其分析技术本身具备了原子吸收法和发射光谱法两种方法的优点。
　　作为新型监测分析手段，原子荧光法的基本原理是当原子受到特征波长的光照射时，处于基态的电子跃迁到激发态，被激发的原子由激发态回到基态时，其吸收的能量将以特征波长的荧光放出，测得无机元素的成分。通常原子荧光可以测定各类样品中汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、锌、镉等11种元素的痕量或超痕量分析。

二、 原子荧光分析技术发展状况

原子荧光分析技术在 20 世纪 60 年代被提出并且获得了迅速的发展，直至 80 年代痕量分析技术才逐渐开始得到应用。原子荧光在 1956 年逐步开始对物理与化学过程进行研究，在火焰中提出了激发原子的分析方法，以及测量存在于火焰中的共振双线荧光量子效率试验的相关设备，并且预计了原子荧光分析技术在未来的化学工作中获得应用。美国研究者在 1963 年提出并且证实了一种全新的原子荧光火焰分析方法，同时，有关研究人员对原子荧光分析技术实行了更加深入的研究与改进，从此以后，原子荧光分析法进入了非常迅速的发展时期，凭借着一种基于仪器分析的全新方法逐渐应用在各个领域的多种元素之中，特别是在具有挥发性元素工作中具有强大实力。近些年来原子荧光领域的研究与应用非常活跃，在实际工作中获得的很好的成绩。

原子荧光分析法将原子荧光作为重要基础，也就是原子蒸汽通过吸收一定的辐射波长从而被激发，之后受激原子经过去活化，最后发射出原子荧光。原子荧光分析法拥有极高的灵敏性，原子荧光主要是利用直角方向上产生的入射光实施测定工作，因此要比一般的可见分光和紫外光具有的灵敏度要高；极强的选择性，荧光光谱包含了发射与激光光谱，物质进行测定时具有更强的选择性，既可以按照特点实行发射同时还能按照吸收特点测定物质；取样工作十分容易操作，由于测定方法拥有的灵敏性非常高，节约了使用样品的含量，测定过程中样品仅需几微升的含量；可以获得更多的物理参数等，这些充分体现了被研究物质分子具有的各种特点，利用她们能够获得更多关于分析的信息。

三、原子荧光测定元素的应用研究

通过原子荧光分析法测定废水和饮用水中存在的砷；根据氢化物的原子荧光分析法，使用 HNO3和 K2Cr2O7作为保护汞的试剂对土壤中存在的痕量锑、汞的含量进行测定，同时还能对存在于空气中的砷实施测定，并且分析了干扰等问题；目前，还可以在原子荧光分析法的基础上利用激光光源激发原子化器石墨炉测定大脑中存在的铊，采用分子筛琼脂糖凝胶分离红细胞和红细胞膜，并且对细胞膜结合硒使用原子荧光分析法进行了测定；应用原子化器电热石英管对血浆中出现的硒进行测定。原子荧光分析以测定饮用水中存在的硒的含量，原子荧光分析以测定饮用水中存在的硒的含量，使用 8 毫米的采高炉，260伏的负高压，40 毫安的灯电流，载气流量是每分钟 300mL。该方法操作简单，具有较高的灵敏度，良好的重现性，极低的检出限，很快的分析速度，较低的成本，其金属不会出现干扰问题，结果比较令人满意，属于相对理想的测定方法。原子荧光光度计对饮用了严重污染井水的人们的晨尿中不同形态的砷进行测定。联合使用原子荧光氢化物方法对其实行测定。利用高效液相色谱法对不同形态的几种砷进行分离与接样分次，经过测定定量，其具有较高的灵敏度，样品用量很少，极快的分析速度，并且设备较为简单，便于推广应用，可以获得令人满意的结果。

对车间空气中存在的锡应用原子荧光氢化物方法实行测定。在强酸性条件下对微孔滤膜进行消化，在实验环境中，在 0-200ng/mL 浓度范围内的锡具有良好的线性关系，经过测定检出限是 0.34ng/mL，标准偏差应当在 3.51%-6.07%中间，此方法具有较高的灵敏度，基体产生的干扰很少，极宽的线性范围，并且迅速和简便，能够符合测定空气中锡的含量要求，在检测卫生工作中能够获得广泛的应用，是一种非常适合推广的全新方法。除此之外，还可以应用原子荧光氢化物断续流动方法对车间空气中存在的铅进行测定。最后分析了干扰因素对测定最总结果造成的影响，并且和分光光度方法实施了对比测验。

 四、原子荧光测定中注意事项
　　1、选用高强度的空心阴极灯，增强灯的使用寿命
　　原子荧光对空心阴极灯的要求极其严格，普通的空心阴极灯是不能够满足原子荧光的信号要求的，无法充分激发荧光信号的强烈反应，对原子荧光的监测也会产生一定的影响。为此，原子荧光测定要选择利用脉冲供电模式的较高强度的空心阴极灯，这种高强度的空心阴极灯可以增强谱线强度的成千上万倍，同时利用利用脉冲方式进行供电，还可以有效的避免出现谱线自吸现象，延长灯的使用寿命。
　　2、设定观察高度，增强监测灵敏度
　　原子荧光测定的灵敏度跟观察的高度有关系，通常在对不同的无机元素进行鉴定时，其监测的角度和高度也要随之变化。但对于高度的选择一定要适中，比如在对砷进行测定时，过低的观测高度，会导致石英炉散射出极高的背景读数，这样会使噪声测量加大，从而影响到原子荧光测定的灵敏度和测量精度。为此，选择适当的高度观测是十分重要的，要根据燃烧器标尺起点以及不同测定样品的基体而定，除此以外，还要注意选择最佳高度时要注意除去本底荧光数值。
　　3、选择适当的载气流量，提高测定信号
　　原子荧光测定和适当的载气流量有关，因为原子荧光测定主要是利用流动载气载入生成的氢化物进行监测的。如果载气流量过大或者过小都会对原子荧光测定的精确结果带有一定的影响。载气流量较大，就会对载气载入生成的氢化物进行稀释，务必会降低测定信号；载气流量较小，所产生的氢化物在短时间内的数量也是有限的，测量的信号不但降低，还会拖尾所测量的信号峰，值得注意的是载气流量中的杂质也会对测定结果带来影响。
　　4、选择屏蔽气的具体流量，确保荧光效率的稳定性
　　原子荧光测定所使用的石英炉原子化器具有外屏蔽气的作用，也就是对石英炉原子化器周围的空气或者是火焰都会起到荧光猝灭的作用。通常这种应用都是氩气屏蔽所致。对测定过程中出现的荧光进行猝灭也是提高原子荧光测定准确性的有效方法，提高较高荧光效率的稳定性。一般的仪器和石英炉会根据其不同的型号和大小发挥出不同的屏蔽作用，如果在测定过程中适当增加5%到10%的流量，屏蔽作用更为明显。
　　5、选择峰面积法与峰高法，可以提高测定准确度
　　原子荧光测定仪器测量信号的方式主要由峰面积法与峰高法两部分组成，不同的方法应用在不同的样本测定中。对这两种方法的比较而言，应用峰面积法产生的测量精密度会更高，还会有效的改善荧光曲线中的有关系数，可以应用在测定复杂的基体样本成分，即使是操作经验不成熟的工作人员也能测定。测定时就可根据峰形状进行观察，判断上更加明显。
　　6、选择氢化反应中的最佳介质反应和还原剂以及浓度
　　对无机元素进行测定前，要把测定的样品进行处理，要经过氢化物的氢化反应。要将样本溶液调整到被测定元素出现最佳的介质反应，使样本在定容后出现原子荧光测定所需要的最佳酸度，选取被测定元素的合适价态，提高精准度。同时氢化反应有时也需要还原剂，通常选择的硼氢化钾或者是硼氢化钠，他们的浓度选取也会影响到测定结果，为此，要根据不同无机元素，选择最佳的硼氢化钾或者是硼氢化钠的浓度。
　　通过以上对原子荧光法的深入分析，可见原子荧光法已经成为了现阶段无机元素分析的重要手段，其应用的范围也在不断的扩大，是现阶段科学技术领域的一大突破。在进行原子荧光法对无机元素进行监测时，要注意对最佳工作参数的选择，合理设定光电倍增管负高压、观测高度、空心阴极灯灯电流、载气流量、屏蔽气流量等，才能增强对无机元素的荧光强度值、标准溶液、酸介质、样品成分等方面监测的精准度，为无机元素的分析提供有利依据。

五、结束语

    氢化物原子荧光光谱法是目前卫生、环保、地质、冶金行业广泛运用的一种化学分析方法，它具有灵敏度高、测量范围宽、分析速度快、重现性好等优点。化探样品（水系沉积物、土壤、岩石） 多采用氢化物原子荧光光谱法进行测定。本文所用 XGY-1011A原子荧光光度计由于光学系统简单、线性范围宽、检出限低、精密度好、干扰少和操作简单方便等优点，已广泛应用于地球化探样品的测定中。在使用原子荧光仪测定化探样品中As、sb、Bi、Hg样品时，从溶样到测定，应掌握关键操作，事事注意，一定能分析出合格的样品，可以使As、Sb、Bi、Hg的合格率达到100％。