原子荧光技术讲座 普析

原子荧光光谱法的应用

测试条件： 负高压 灯电流 辅助灯电流 载气流量 原子化温度 原子化器高度 读数时间 延迟时间 读数方式 测量方法 试剂条件： KBH4 2% 标准系列： 1、2、4、8μg/L
280V 60mA 40mA 900ml/min 200℃ 7mm 22s 5s 峰面积 标准曲线法 HCl载液 10%
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光的类型
② 阶跃线荧光
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光的类型
③多光子荧光：两个或以上的光子共同使原子到达激发态， 然后再返回到基态所发射的荧光
（3）敏化荧光 受激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能 传递给另一个原子使其激发，后者再从辐射形式去激发而发 射荧光即为敏化荧光。
原子荧光光谱法的应用
氢化物—原子荧光法原理
As Sb Bi Ge Se Pb Te Sn Cd Zn Hg
气态氢化物
气态组分
基态原子
原子蒸气
原子荧光
原子荧光光谱法的应用原理
氢化物反应的种类
1）金属酸还原体系（Marsh反应） 2）电解法 砷、锡 3）硼氢化物酸还原体系
砷、锑、硒
硼氢化物酸还原体系 酸化过的样品溶液中的砷、铅、锑、硒等元素与还原剂 （一般为硼氢化钾或钠）反应在氢化物发生系统中生成氢化物： NaBH4+3H2O+H+=H3BO3+Na++8H*+Em+=EHn+H2(气体）
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光的类型
大多数分析涉及共振荧光，因为其 跃迁几率最大且用普通光源就可以 获得相当高辐射密度。
原子荧光光谱法的应用原理
定量计算基础
If = φ Ia
If—荧光强度 φ —为荧光量子效率 Ia —吸收光的强度
If = k C
仅适用于低浓度样品的原子荧光光谱分析
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光
• 原子荧光为光致发光，二次发光，激发光源停 止时，再发射过程立即停止。 原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光的类型

常见共振荧光，非共振荧光与敏化荧光等三种类型。
（1）共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长相同。
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光的类型
（2）非共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长不同。 ① 直跃线荧光
优点：
精确进样；克服蠕动泵缺陷
缺点：
反应欠平稳
原子荧光光谱分析专用仪器
氢 化 物 发 生 系 统
• 全自动顺序注射氢化物发生系统
柱塞泵
更准确
蠕动泵
更省液 更经济
• 全新自排液除气泡气液分离器
气液分离效果好，克服了水蒸气和气泡对分析的影响。
原子荧光光谱分析专用仪器
原 子 化 器
石英管原子化器
普通 高温 屏蔽式 低温

测试结果：检出限为0.08ng/ml，标准曲线的线性范围0-200ng/ml。 RSD：2% 回收率：90%-105%
原子荧光光谱法的应用
仪器的使用与维护

1.
对环境的要求
选址：外部环境良好，无强电磁场和热源 辐射，无剧烈震动 温度：10～30℃ 湿度：小于80％ 实验台：坚固平稳，留出足够空间；必备 排风设备 避免日光直射,烟尘，污浊气流及水蒸气， 腐蚀性气体的影响 原子荧光光谱法的应用
缺点：
结构复杂；国产电磁阀容易漏液； 容易产生交叉污染，记忆效应 原子荧光光谱分析专用仪器
氢 化 物 发 生 系 统
断续流动
优点：
定量进样，节省试剂；结构简单； 记忆效应小；反应平稳；分析速度快
缺点：
进样精度差；泵管容易老化损坏
原子荧光光谱分析专用仪器
氢 化 物 发 生 系 统
顺 序 注 射
测试结果：适用于水样中低至50ppt汞的测定
原子荧光光谱法的应用
应用实例2—食品中砷的测定

样品前处理：
取样固样1-2.5g或液样5-10g 湿消解（固、液）或干灰化（固）
加10ml HNO3-HClO4（4+1）， 摇匀放置过夜，在置于电热板上 加热消解完全，定容25ml
加入硫脲使五价砷还原为三价砷 原子荧光光谱分析
原子荧光光谱法的应用
应用实例1—水样中痕量汞的测定

样品前处理
取50ml水样于100ml烧瓶中 加5mlHNO3-HClO4（1+1）和1-2滴50g/L KMnO4溶液 于电热板上加热至冒白烟，保持紫色不褪，并蒸至近干，取下冷却 滴加100 g/L 硫脲溶液，使紫色刚好褪掉 加盐酸(1+1)10 mI ，加热至沸，冷却，移于50 mI 容量瓶中定容 原子荧光光谱分析
原子荧光光谱法的应用

测试条件：负高压 灯电流 载气流量 原子化温度 原子化器高度 读数时间 延迟时间 读数方式 测量方法 试剂条件：KBH4 0.5%
280V 40mA 800ml/min 200℃ 7mm 20s 7s 峰面积 标准曲线法 HCl载液 5%



标准系列：0.1、0.2、0.4、0.8μg/L
满足分析灵敏度条件下，选择较低的负高压
原子荧光光谱法的应用
分析条件的优化

载气流量的选择
一般在800-1000ml/min，测试时，仔细观察火焰状态 来调节流量，保持比较稳定的最佳状态；
测汞时，无火焰状态，可以采用适宜的某一标准溶液 进行试验，确定最佳载气流量。

原子化器高度 原子化器温度
6~8mm 200°C左右
• 在线帮助功能
具有详实的在线实时帮助提醒功能
PF6技术指标
元素 检出限 （ng/ml）
精密度
As
< 0.008
Se Pb Bi Te Sn Sb
< 0.01 < 1.0%
Hg Cd
< 0.001
Zn
< 1.0
Ge
< 0.05
线性范围
> 103
原子荧光光谱分析专用仪器
原子荧光光谱 法的应用
采样及样品前处理
应用领域
• 地质样品分析
• 冶金样品分析

环境样品分析


食品分析
药材药品分析
• 生物样品分析
• 农业及植物样品分析

轻工化妆品分析
原子荧光光谱法发展概况
标准
• 目前已很多标准都建立在了原 子荧光分析法基础之上：
相关标准
原子荧光光谱法发展概况
原子荧光光谱 法的原理
原子荧光的产生过程
e ＋ e
• 自动控制 • 数据处理 • 结果保存与输出
PFWin
原子荧光光谱分析专用仪器
• 多用户管理
允许管理员创建拥有不通权限的用户 每个用户登录软件需要输入相应的帐号和密码 针对一般用户可实现测量数据的保护功能
• 文件保存
测量数据的保存格式采用二进制格式，加强了数据的 保密程度，节省了磁盘空间；保存测量结果，同时保存谱 图，便于数据的可溯源。
2012年普析通用仪器技术交流会
原子荧光 讲座
主要内容
• 原子荧光光谱法发展概况 • 原子荧光光谱法的原理
• 原子荧光光谱分析丏用仪器
• 原子荧光光谱法的应用
概述
• 原子荧光光谱分析是20世纪60年代中期提出 并发展起来的光谱分析技术,它是原子吸收 和原子发射光谱的综合与发展，是一种优良 的痕量分析技术。
• 氢化物—原子荧光（HG-AFS）是具有中国特 色的分析技术 检测元素：As Sb Bi Ge Se Pb Te Sn Cd Zn Hg
原子荧光光谱法发展概况
优势
• 检出限低、灵敏度高
• 谱线简单、干扰小
• 分析曲线线性好、线性范围宽
• 易实现多元素同时测定
• 可进行价态分析
原子荧光光谱法发展概况
2. 3. 4.
5.
仪器的使用与维护

对仪器的使用与保养
1）每次试验完毕将卡子松开； 2）及时清洗管路，避免沉积和污染
1. 管路：
2. 外光路 3-5年保养一次，吸耳球除尘，有SiO2保护膜 的镜片，用乙醇－乙醚混合液轻轻擦拭
原子荧光光谱法的应用
仪器的使用与维护
3. 元素灯
1）切勿超过最大灯电流； 2）灯若长期搁置不使用，每隔3－4个月 点燃2-3h，以保障灯的性能，延长寿命； 3）灯长期使用，可定期激活来恢复性能； 4）取放拿灯座，避免污染；一旦污染， 用无水乙醇和乙醚的混合液轻轻擦拭
2、干扰的消除
液相干扰：络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）、加入抗干 扰元素、改变酸度、改变还原剂的浓度等。 气相干扰：分离、选择最佳原子化环境
原子荧光光谱法的应用
分析条件的优化

对灯电流的选择
满足分析灵敏度要求下，尽可能选择小的灯电流；
辅助灯电流不宜超过主电流；
低压汞灯电流使用范围在30-50mA

负高压的选择
式中Em+代表待测元素，EHn为气态氢化物（m可以等于或 不等于n）。 使用适当催化剂，在上述反应中还可以得到了镉和锌的气态 组分
原子荧光光谱法的应用原理
原子荧光光谱 分析专用仪器
系统组成
进 样 系 统
氢 化 物 发 生 系 统
原 子 化 器
光 学 系 统
检 测 器
数 据 处 理 系 统
PF6多道全自动原 子荧光光度计
1、采样
样品要具有一定的代表性，采样的容器要清洁，运输和 保存的过程中确保样品不被污染、丢失、变质等等
2、样品前处理
无机固体试样：酸溶法，碱溶法
有机固体样品：干法灰化，湿法消解，微波消解等
高浓度液体样品：稀释处理
原子荧光光谱法的应用
干扰的种类与消除
1、种类
液相干扰（化学干扰）------ 氢化反应过程中 气相干扰（物理干扰）------ 传输过程中、原子化过程中
光 学 系 统
光路
简化结构；光程短； 增强荧光信号强度

短焦距双透镜光路接收，使接收荧光信号光 强比传统荧光光路系统增强2倍，增加了仪器 灵敏度，降低了检出限
原子荧光光谱分析专用仪器
检 测 器
日盲光电倍增管
检测波长范围： 160nm~320nm
原子荧光光谱分析专用仪器
数 据 处 理 系 统
软件分析助手
原子荧光光谱分析专用仪器
光 学 系 统
光源
要求：足够的光强；纯度高； 能量稳定；寿命长 高强度空心阴极灯
智能型高强度空心阴极灯
自动记录下该灯最佳使用条件 及灯的使用时间等信息
原子荧光光谱分析专用仪器
光 学 系 统
通道
单道、双道、三道、四道
优势： 多元素同时测定；单道增强
多通道设计
原子荧光光谱分析专用仪器
原子荧光光谱分析专用仪器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
进 样 系 统
手动进样
自动进样
全封闭内藏式自动进样器
内置式试剂溶液瓶
原子荧光光谱分析专用仪器
氢 化 物 发 生 系 统
连续流动
优点：
提供的信号是连续信号
缺点：
严重浪费样品和还原剂
原子荧光光谱分析专用仪器
氢 化 物 发 生 系 统
流 动 注 射
优点：
定量进样，相对连续流动节省试剂； 分析速度快