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原子荧光联用技术

2018.7.03

联用技术

离子色谱-蒸气发生/原子荧光及高效液相色谱-蒸气发生/原子荧光联用技术应用于砷、汞元素形态分析的新进展。

国际上对食品和环境科学中有毒、有害有机污染物高度重视,且在有机污染物的监测分析有了很大发展。人们已越来越认识到砷、汞、硒、铅、镉等元素不同化合物的形态其作用和毒性存在巨大的差异。例如砷是一种有毒元素,其毒性与砷的存在形态密切相关,不同形态的毒性相差甚远。无机砷包括三价砷和五价砷,具有强烈的毒性,甲基砷如一甲基砷、二甲基砷的毒性相对较弱。而广泛存在于水生生物体内的砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、砷糖(AsS)和砷脂(AsL)等则被认为毒性很低或是无毒;以及汞元素的化学形态间甲基汞(MMC)、乙基汞(EMC)、苯基汞(PMC)和无机汞(MC),甲基汞的毒性要比无机汞的毒性大得多。因此,对某些元素已不再是总量分析,而是进行各种化合物的形态分析成为一种发展趋势。

元素形态分析的主要手段是联用技术,即将不同的元素形态分离系统与灵敏的检测器结合为一体,实现样品中元素不同形态的在线分离与测定。目前国外采用联用技术主要的有高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)[16,17]和离子色谱-电感耦合等离子体质谱(IC-ICP-MS)[18]为主。

分离色谱图分离色谱图[3]

蒸气发生/原子荧光光谱法(VG/AFS)最大的优点是测定砷、汞、硒、铅和镉等元素有较高的检测灵敏度,且选择性好,又具有多元素检测能力的独特优势,而色谱分离(离子色谱或高效液相色谱)对这些元素是一种极为有效的手段。因此,两者结合的联用技术具有无可比拟的最佳效果。

色谱分离与原子荧光光谱仪联用可获得高灵敏度优势外,原子荧光光谱仪采用非色散光学系统,仪器结构简单,制造成本低,仪器价格比AAS、ICP-AES、ICP-MS便宜。且原子荧光已具备有蒸气发生系统的专用仪器。因此,简化了仪器接口技术,以及消耗气体量较少,分析成本

低,易于推广。我们研制成功离子色谱-蒸气发生/原子荧光光谱(IC-VG/AFS)和高效液相色谱-蒸气发生/原子荧光光谱(HPLC-VG/AFS)联用技术应用于砷、汞、硒元素形态分析发挥了重要作用。

原子荧光光谱仪与高效液相色谱联用技术原子荧光光谱仪与高效液相色谱联用技术[4]

北京瑞利分析仪器公司与中国科学院生态环境研究中心合作开发了高效液相色谱-蒸气发生/原子荧光光谱(HPLC-VG/AFS)联用分析技术系统装置(见图9)。

图8 离子色谱-原子荧光光谱联用技术四种As化合物的分离色谱图

图9 原子荧光光谱仪与高效液相色谱联用技术

图8 离子色谱-原子荧光光谱联用技术四种As化合物的分离色谱图

图9 高液液相色谱-原子荧光光谱联用技术系统装置

5.2.1仪器主要配置及测试条件

AF-610D联用技术原子荧光光谱仪。配置有高效紫外光(UV)接口;联用技术色谱工作站(北京瑞利分析仪器公司)。

LC-10Atvp高效液相色谱泵(Shimadzu.Japan);

CLC-ODS柱:150×6 mm i.d,10μm填料(Shim-pack,Japan)。

仪器工作条件以50%甲醇/水作流动相,含10mMTBA和0.1M NaCI,流速为1.2mL/min,进样体积20μL。

高强度Hg空心阴极灯的灯电流为40 mA;负高压280V;氩气流速200 mL/min。四种汞化合物无机汞(MC)、甲基汞(MMC)、乙基汞(EMC)、苯基汞(PMC),在15min内实现了很好分离,色谱分离如图10所示。

图10 高液液相色谱-原子荧光光谱联用技术三种Hg化合物的分离色谱图

图10 高液液相色谱-原子荧光光谱联用技术三种Hg化合物的分离色谱图

5.2.2工作曲线及检出限

根据不同形态的汞化合物其灵敏度不同,在不同的线性范围内对无机汞和两种有机汞化合物作了工作曲线。三种化合物均成良好的线性关系(见表8),与高效液相色谱紫外检测器联用相比,两种有机汞化合物的灵敏度提高了1000倍。

表8汞化合物的校准曲线及其检出限

汞化合物 校准曲线 相关系数 线性范围(ng) 检出限(ng)

MC Y=3197X+392.6 0.9985 0.4~100 0.09

MMC Y=3972.2X+2129.9 0.9996 0.4~100 0.20

EMC Y=5022.4X-4338.4 0.9987 0.4~100 0.60


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