原子荧光分析的发展动态

臧淑梅

（黑龙江省水产技术推广总站 黑龙江 哈尔滨 150018）

原子荧光光谱分析技术是20世纪60年代中期提出并发展起来的、80年代才开始采用的一种优良的痕量分析技术。作为一种新的仪器分析方法被广泛地应用于环境、生物、冶金、地矿、石油、食品、医疗卫生等很多领域中的多种元素的分析，特别对易挥发的8种元素的分析颇有潜力。近年来原子荧光领域的研究与应用十分活跃，对实际工作取得了较好的效果。

原子荧光法是一种定量分析方法，快速、灵敏、简便，其分析技术和仪器已经很成熟。它是以“原子荧光”现象为基础，即原子蒸气吸收一定波长的辐射而被激发，然后受激原子去活化，发射出一定波长的辐射——原子荧光。

1、原子荧光分析前处理技术的研究进展

原子荧光分析前处理要求消化完全，传统的湿法消解方法(如硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-过氧化氢)和干燥灰化操作程序繁琐、所耗时间和费用几乎占实验室分析过程投资的60%～70%，而且消解过程不彻底，造成分析结果的准确度不高、重现性较差。因此，探索一种先进的前处理方法代替传统的前处理方法显得十分重要。微波消解技术是近年来发展起来的样品前处理新技术，这种方法有很多特点优越于传统方法。可以使消解完全彻底，回收率高，易挥发元素损失少，环境污染小，消解速度快。

2、原子荧光分析仪器的研究进展

原子荧光分析仪器主要由激发光源、波长选择器件、样品室和样品池、检测器四部分构成。由于荧光强度在一定条件下与激发辐射强度呈正比，要获得低检出限，需要高强度的光谱，激发光源的研究是AFS研究的主要课题之一。简单的荧光计最常用的光源是低压汞弧灯；荧光分光光度计的光源有高压氙灯、高压汞灯、氙-汞弧灯、闪光灯和激发器，应用最广泛的是高压氙灯。脉冲氙灯是正在逐渐流行的发光激发光源，能提供较大相对发光强度的300nm以下波长的光束，在这一波长区域直流供电的其它氙弧灯和汞弧灯的发射强度都明显下降。在分析中选择合适的原子化条件是非常重要的环节。激发和发射波长选择器的中心波长和通带应加以选择，以使荧光信号最佳和背景信号最小。样品室有一个既简便又能使样品池位置重现的样品池架，入口盖和样品室的其余部分都必须严格防止漏光。对于简单的荧光计用试管型的样品池就可以，最常见的是采用标准方形石英样品池，样品池各面全抛光；微量样品池用于样品量有限的情况，也可用于检测流动体系的荧光。光电倍增管是最常用的检测器。用带多道检测器的发射摄谱仪可以快速获得全发射光谱，这种仪器对于发光组分浓度随时间变化的动力学研究和化学发光测量特别有用，增强二极管阵列和增强硅靶视象管都已被使用，还有将专用的增强二极管阵列装到这些器件和荧光分光光度计上。目前多道荧光光度计还达不到多道分光光度计那样流行。

在采用脉冲供电方式和选定的最佳工作条件下，激发出强的原子荧光，光源寿命长、稳定性好、检测限低，又可避免操作人员受微波辐射的影响。流动注射等高科技的应用使原子荧光法更有发展的潜力。

3、原子荧光分析法的应用研究进展

原子荧光分析的应用非常广泛，很多文献报道了其在环境样品及水体样品、矿物样品及地质样品、食品及植物样品、生物样品及临床样品等方面的应用发展动态。

3.1 在环境样品及水体样品中的应用研究

采用氢化物原子荧光法，利用HNO3-K2Cr2O7作汞的保护剂测定了土壤样品中的痕量砷、锑和汞的含量；对河水、废水中的不同价态的Se进行测定都得到满意的结果。目前，还采用激光光源激发以石墨炉为原子化器的原子荧光光谱法测定了肝和脑中的铊；用分子筛琼脂糖凝胶分离红细胞、红细胞膜，并利用原子荧光光谱法测定了细胞膜结合硒；利用电热石英管原子化器测定了血浆中的硒含量，该方法的检出限为0.14ug/L。已有不少相关文献报道了其在环境样品及水体样品中的应用。例如张世满利用AFS-230E原子荧光分析仪对生活饮用水中微量硒的含量进行测定。采用炉高8.0mm，负高压300V，灯电流80mA，载气流量为300mL/min。该方法重现性好，检出限低，分析速度快，成本低，其他金属不产生干扰，获得比较满意的结果，是一种理想的测定方法。该法测定检出限可达到0.1459ug/L，远远低于我国《生活饮用水卫生规范》中规定的量10.0ug/L，相对标准偏差为2.2，回收率达到100.6%～104.0%。

3.2 在矿物样品及地质样品分析中的应用进展

采用特制的空心阴极灯作激发光源，有效改善了氢化物原子荧光法测定所采样品中砷、锑、铋的稳定性，在测定时加入硫脲和抗坏血酸混合还原剂可有效地提高分析速度和消除干扰；还可以用原子荧光法连续测定岩石样品中的砷和锑、用同样的方法测定地质中锡的含量、用巯基棉分离富集后测定多金属矿中的铋，而在测定岩石中的镁时，大量铝的存在对镁的荧光强度有抑制作用，一般加入氯化锶来消除；而测定岩石、矿石中的镍、钴时，铁铝的干扰则以萃取直接测定有机相的方法加以消除。

唐志海报道利用氢化物发生原子荧光测定法测碱式碳酸铜中微量砷，用AFS-230A型原子荧光光度计进行测量。在最优化仪器条件：灯电流为600mA，负高压为300V，原子化器高度为8.0mm，原子化器温度为200℃，载气流量为400mL/min，屏蔽气流量为1000mL/min，硼氢化钾的浓度在1.5%～2.5%时，砷的影响都很稳定，以硝酸作为酸介质是最好的，采用5%的浓度作为酸介质的浓度。该法最低检出限为0.03～8ug/kg，在样品测定中标准曲线浓度范围为0～40ug/L，相关系数r≥0.999，加标回收率为94.5%～110.3%，平均为104.3%，该法操作简便，灵敏度高，线性范围宽，这是目前较为理想的测量方法。

3.3 在食品及植物样品分析中的应用研究

采用5%碘化钾-5%硫脲-5%抗坏血酸为预还原剂，以氢化物-无色散双道原子荧光法同时测定粮食(大米、小麦)中的砷和锑。利用镉与NaBH4反应的特性，用原子荧光法测定了牛肉干、鱼干、鲜牛肉、饮料、大米以及罐头中的镉含量，对测定条件进行优化，并对样品中的干扰情况进行了研究；利用氢化物原子荧光法对蔬菜中砷含量进行测定，得到了较为满意的结果；利用HG-AFS法测定富硒苹果中硒含量并研究出最佳实验条件，其操作步骤大大简化，检出限可以达到ng/mL；还可以对食品中无机锗和锗-132分别进行了测定，方法灵敏、简便。郑文柱报道利用氢化物发生-原子荧光法测定酱油、醋中的铅，该法线性检测范围为0～100，方法检出限为0.16ug/L，样品加标回收率为89.3%～103.9%。

丘红梅等用微波消解-氢化物原子荧光法测定罐头食品中的锡。研究了酸度、硼氢化钾浓度、载气及屏蔽气流速等因素对测定的影响。实验结果表明锡含量在0.00～200.0ug/L，范围内呈线性关系，该法检出限为0.079ug/L；方法RSD为0.86%～1.85%，标准加标回收率在89.4%～103.5%之间。该方法快速、简单、准确。

4、原子荧光分析的发展前景

随着科学技术的迅速发展，原子荧光分析方法不断完善，新仪器的发展具有如下特点：分析测试的准确度和灵敏度不断提高，分析速度进一步加快，并可同时完成数个甚至数十个组分的测定；新的超痕量分析仪器和分析方法、以及不需以标准试样校准的绝对分析方法将进一步建立和完善；新领域、新方法不断出现，各学科的新成就被应用到分析中；联用分析技术已成为当前分析方法发展的方向。由于现代科学技术的发展，对信息量及分析速度的要求都在提高，采用一种分析技术已无法满足分析任务的要求，于是将几种分析技术结合组成联用技术，相互取长补短，从而提高方法的灵敏度、准确度以及对复杂物质的分辨能力(如流动注射技术与原子荧光法的联用)；新仪器与计算机联用，使分析向智能化方向发展；可使操作和数据处理快速、准确和简便化、自动化，使分析方法大为改观；原子荧光分析技术的应用范围日益扩大，并已成为科学技术的先进领域和现代实验化学的重要支柱。

（略）