原子熒光分析的發展動態

臧淑梅

（黑龍江省水產技術推廣總站 黑龍江 哈爾濱 150018）

原子熒光光譜分析技術是20世紀60年代中期提出并發展起來的、80年代才開始采用的一種優良的痕量分析技術。作為一種新的儀器分析方法被廣泛地應用于環境、生物、冶金、地礦、石油、食品、醫療衛生等很多領域中的多種元素的分析，特別對易揮發的8種元素的分析頗有潛力。近年來原子熒光領域的研究與應用十分活躍，對實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、簡便，其分析技術和儀器已經很成熟。它是以“原子熒光”現象為基礎，即原子蒸氣吸收一定波長的輻射而被激發，然后受激原子去活化，發射出一定波長的輻射——原子熒光。

1、原子熒光分析前處理技術的研究進展

原子熒光分析前處理要求消化完全，傳統的濕法消解方法(如硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-過氧化氫)和干燥灰化操作程序繁瑣、所耗時間和費用幾乎占實驗室分析過程投資的60%～70%，而且消解過程不徹底，造成分析結果的準確度不高、重現性較差。因此，探索一種先進的前處理方法代替傳統的前處理方法顯得十分重要。微波消解技術是近年來發展起來的樣品前處理新技術，這種方法有很多特點優越于傳統方法。可以使消解完全徹底，回收率高，易揮發元素損失少，環境污染小，消解速度快。

2、原子熒光分析儀器的研究進展

原子熒光分析儀器主要由激發光源、波長選擇器件、樣品室和樣品池、檢測器四部分構成。由于熒光強度在一定條件下與激發輻射強度呈正比，要獲得低檢出限，需要高強度的光譜，激發光源的研究是AFS研究的主要課題之一。簡單的熒光計最常用的光源是低壓汞弧燈；熒光分光光度計的光源有高壓氙燈、高壓汞燈、氙-汞弧燈、閃光燈和激發器，應用最廣泛的是高壓氙燈。脈沖氙燈是正在逐漸流行的發光激發光源，能提供較大相對發光強度的300nm以下波長的光束，在這一波長區域直流供電的其它氙弧燈和汞弧燈的發射強度都明顯下降。在分析中選擇合適的原子化條件是非常重要的環節。激發和發射波長選擇器的中心波長和通帶應加以選擇，以使熒光信號最佳和背景信號最小。樣品室有一個既簡便又能使樣品池位置重現的樣品池架，入口蓋和樣品室的其余部分都必須嚴格防止漏光。對于簡單的熒光計用試管型的樣品池就可以，最常見的是采用標準方形石英樣品池，樣品池各面全拋光；微量樣品池用于樣品量有限的情況，也可用于檢測流動體系的熒光。光電倍增管是最常用的檢測器。用帶多道檢測器的發射攝譜儀可以快速獲得全發射光譜，這種儀器對于發光組分濃度隨時間變化的動力學研究和化學發光測量特別有用，增強二極管陣列和增強硅靶視象管都已被使用，還有將專用的增強二極管陣列裝到這些器件和熒光分光光度計上。目前多道熒光光度計還達不到多道分光光度計那樣流行。

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

3、原子熒光分析法的應用研究進展

原子熒光分析的應用非常廣泛，很多文獻報道了其在環境樣品及水體樣品、礦物樣品及地質樣品、食品及植物樣品、生物樣品及臨床樣品等方面的應用發展動態。

3.1 在環境樣品及水體樣品中的應用研究

采用氫化物原子熒光法，利用HNO3-K2Cr2O7作汞的保護劑測定了土壤樣品中的痕量砷、銻和汞的含量；對河水、廢水中的不同價態的Se進行測定都得到滿意的結果。目前，還采用激光光源激發以石墨爐為原子化器的原子熒光光譜法測定了肝和腦中的鉈；用分子篩瓊脂糖凝膠分離紅細胞、紅細胞膜，并利用原子熒光光譜法測定了細胞膜結合硒；利用電熱石英管原子化器測定了血漿中的硒含量，該方法的檢出限為0.14ug/L。已有不少相關文獻報道了其在環境樣品及水體樣品中的應用。例如張世滿利用AFS-230E原子熒光分析儀對生活飲用水中微量硒的含量進行測定。采用爐高8.0mm，負高壓300V，燈電流80mA，載氣流量為300mL/min。該方法重現性好，檢出限低，分析速度快，成本低，其他金屬不產生干擾，獲得比較滿意的結果，是一種理想的測定方法。該法測定檢出限可達到0.1459ug/L，遠遠低于我國《生活飲用水衛生規范》中規定的量10.0ug/L，相對標準偏差為2.2，回收率達到100.6%～104.0%。

3.2 在礦物樣品及地質樣品分析中的應用進展

采用特制的空心陰極燈作激發光源，有效改善了氫化物原子熒光法測定所采樣品中砷、銻、鉍的穩定性，在測定時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測定巖石樣品中的砷和銻、用同樣的方法測定地質中錫的含量、用巰基棉分離富集后測定多金屬礦中的鉍，而在測定巖石中的鎂時，大量鋁的存在對鎂的熒光強度有抑制作用，一般加入氯化鍶來消除；而測定巖石、礦石中的鎳、鈷時，鐵鋁的干擾則以萃取直接測定有機相的方法加以消除。

唐志海報道利用氫化物發生原子熒光測定法測堿式碳酸銅中微量砷，用AFS-230A型原子熒光光度計進行測量。在最優化儀器條件：燈電流為600mA，負高壓為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，砷的影響都很穩定，以硝酸作為酸介質是最好的，采用5%的濃度作為酸介質的濃度。該法最低檢出限為0.03～8ug/kg，在樣品測定中標準曲線濃度范圍為0～40ug/L，相關系數r≥0.999，加標回收率為94.5%～110.3%，平均為104.3%，該法操作簡便，靈敏度高，線性范圍寬，這是目前較為理想的測量方法。

3.3 在食品及植物樣品分析中的應用研究

采用5%碘化鉀-5%硫脲-5%抗壞血酸為預還原劑，以氫化物-無色散雙道原子熒光法同時測定糧食(大米、小麥)中的砷和銻。利用鎘與NaBH4反應的特性，用原子熒光法測定了牛肉干、魚干、鮮牛肉、飲料、大米以及罐頭中的鎘含量，對測定條件進行優化，并對樣品中的干擾情況進行了研究；利用氫化物原子熒光法對蔬菜中砷含量進行測定，得到了較為滿意的結果；利用HG-AFS法測定富硒蘋果中硒含量并研究出最佳實驗條件，其操作步驟大大簡化，檢出限可以達到ng/mL；還可以對食品中無機鍺和鍺-132分別進行了測定，方法靈敏、簡便。鄭文柱報道利用氫化物發生-原子熒光法測定醬油、醋中的鉛，該法線性檢測范圍為0～100，方法檢出限為0.16ug/L，樣品加標回收率為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測定的影響。實驗結果表明錫含量在0.00～200.0ug/L，范圍內呈線性關系，該法檢出限為0.079ug/L；方法RSD為0.86%～1.85%，標準加標回收率在89.4%～103.5%之間。該方法快速、簡單、準確。

4、原子熒光分析的發展前景

隨著科學技術的迅速發展，原子熒光分析方法不斷完善，新儀器的發展具有如下特點：分析測試的準確度和靈敏度不斷提高，分析速度進一步加快，并可同時完成數個甚至數十個組分的測定；新的超痕量分析儀器和分析方法、以及不需以標準試樣校準的絕對分析方法將進一步建立和完善；新領域、新方法不斷出現，各學科的新成就被應用到分析中；聯用分析技術已成為當前分析方法發展的方向。由于現代科學技術的發展，對信息量及分析速度的要求都在提高，采用一種分析技術已無法滿足分析任務的要求，于是將幾種分析技術結合組成聯用技術，相互取長補短，從而提高方法的靈敏度、準確度以及對復雜物質的分辨能力(如流動注射技術與原子熒光法的聯用)；新儀器與計算機聯用，使分析向智能化方向發展；可使操作和數據處理快速、準確和簡便化、自動化，使分析方法大為改觀；原子熒光分析技術的應用范圍日益擴大，并已成為科學技術的先進領域和現代實驗化學的重要支柱。

（略）