AFS仪器结构讲义-原子荧光参考幻灯片
合集下载
第八章原子荧光光谱ppt课件
等离子的高温使样品去溶剂化、汽化解离和电离；
部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统，在真空系统 内，正离子被拉出并按其质荷比分离；
检测器将离子转化为电子脉冲，然后由积分测量线路计数；
电子脉冲的大小与样品中分析离子的浓度有关，通过与已知 的标准或参比物质比较，实现未知样品的痕量元素定量分析。
实例：原子荧光光谱测定化妆品中的汞；食品中总砷含量 的测定
6.ICP-MS简介
6.1概述 1980年第一篇有关ICP-MS的论文发表。 1983年第一台商品化ICP-MS仪器问世。 至今全球范围已安装5000台以上仪器，普遍应用
于环境、地质、冶金、食品、农业、半导体、生 物医学和核应用等领域，成为公认的最强有力的 元素分析技术。 相比其他痕量金属分析技术，具有以下优点：是 金属分析灵敏度最高的仪器、检出限低、动态范 围宽、多元素同时分析、可进行同位素分析等。
尽管AFS有许多优点，但是由于荧光猝灭效应的存在，使 其在测定复杂基体的样品和高含量试样时，尚有一定困难； 另外，由于固有的散射光的干扰，使其对激发光源和原子 化器有较高要求。除氢化物发生AFS在测定砷、硒、锑、 汞、镉等元素具有独特优势外，AFS在其他方面的应用尚 待开拓。因此，AFS不如AAS和AES应用广泛。
半导体: 33% •高纯金属(电极) •高纯试剂(酸,碱,有机) •Si 晶片的超痕量杂质 •光刻胶和清洗剂
Page 4
6.2仪器原理
电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 是以电感耦合等离子 体作为离子源，以质谱进行检测的无机多元素分析技术。
被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中，然后 进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区；
该方法具有极高的灵敏度,是原子荧光方法 的主体.该方法使用的测量元素主要有第四. 第五.第六主族的As.Sb.Bi.Se.Te.Pb.Sn 中, 目前已发展为10种元素,包括Cd.Zn在内.
部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统，在真空系统 内，正离子被拉出并按其质荷比分离；
检测器将离子转化为电子脉冲，然后由积分测量线路计数；
电子脉冲的大小与样品中分析离子的浓度有关，通过与已知 的标准或参比物质比较，实现未知样品的痕量元素定量分析。
实例：原子荧光光谱测定化妆品中的汞；食品中总砷含量 的测定
6.ICP-MS简介
6.1概述 1980年第一篇有关ICP-MS的论文发表。 1983年第一台商品化ICP-MS仪器问世。 至今全球范围已安装5000台以上仪器，普遍应用
于环境、地质、冶金、食品、农业、半导体、生 物医学和核应用等领域，成为公认的最强有力的 元素分析技术。 相比其他痕量金属分析技术，具有以下优点：是 金属分析灵敏度最高的仪器、检出限低、动态范 围宽、多元素同时分析、可进行同位素分析等。
尽管AFS有许多优点，但是由于荧光猝灭效应的存在，使 其在测定复杂基体的样品和高含量试样时，尚有一定困难； 另外，由于固有的散射光的干扰，使其对激发光源和原子 化器有较高要求。除氢化物发生AFS在测定砷、硒、锑、 汞、镉等元素具有独特优势外，AFS在其他方面的应用尚 待开拓。因此，AFS不如AAS和AES应用广泛。
半导体: 33% •高纯金属(电极) •高纯试剂(酸,碱,有机) •Si 晶片的超痕量杂质 •光刻胶和清洗剂
Page 4
6.2仪器原理
电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 是以电感耦合等离子 体作为离子源，以质谱进行检测的无机多元素分析技术。
被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中，然后 进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区；
该方法具有极高的灵敏度,是原子荧光方法 的主体.该方法使用的测量元素主要有第四. 第五.第六主族的As.Sb.Bi.Se.Te.Pb.Sn 中, 目前已发展为10种元素,包括Cd.Zn在内.
AFS原子荧光光度计讲义
主要特点：
（1） 光谱干扰少； （2） 基体影响影响易于消除； （3） 通过氢化物发生达到分离和富集的目的； （4） 根据所测元素的还原性质不同，可进行价态分析； （5） 气相干扰少； （6） 线性范围宽，测汞可达三个数量级； （7）灵敏度远远高于冷原子吸收法。
3、AFS方法的缺点
• 必须使用高强度激发光源，特制元素灯 • 无色散系统，要求避光性能要好 • 受氢化物反应限制和元素的特性限制，目前只能
内气----氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气----氩气，作用如下： a）防止氢化物被氧化，提高原子化效率 b）防止荧光猝灭 c）保持原子化环境的相对稳定
2.3.2 特点 a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子； b）采用氩氢焰，紫外透射好，减少光强损失； c ）没有背景发射，几乎无粒子散射，干扰小； d）稳定性好，只需要氩气，无须额外燃气； e）低温原子化，温度不可调； f）记忆效应小。
空心阴极灯–特点
• 灯结构简单、空心阴极灯制作工艺成熟; • 工作性能稳定 ,寿命一般可以大于3000mA·h ,发光
稳定性1小时漂移在±2%以内 发射强度基本可以满 足常规分析要求; • 对仪器的光源部分的电源无特别要求，也不需要其他 辅助设施; • 价格便宜.
HCL作为原子荧光的激发光源也有其美中不足的地 方，主要是辐射能量偏低，限制了原子荧光分析检出 下限的进一步降低 .
检测器-日盲光电倍增管
• 光阴极材料—Cs-Te； • 波长范围：160~320nm； • 最灵敏响应波长：254nm； • 窗体材料：石英。
2.5 干扰
2.5.1 氢化物原子荧光的干扰主要是：
a） 液相—发生在氢化物产生过程中，样品溶液中 干扰元素优先反应，或形成络合物以及金属吸附被 测元素的氢化物，消耗还原剂。
（1） 光谱干扰少； （2） 基体影响影响易于消除； （3） 通过氢化物发生达到分离和富集的目的； （4） 根据所测元素的还原性质不同，可进行价态分析； （5） 气相干扰少； （6） 线性范围宽，测汞可达三个数量级； （7）灵敏度远远高于冷原子吸收法。
3、AFS方法的缺点
• 必须使用高强度激发光源，特制元素灯 • 无色散系统，要求避光性能要好 • 受氢化物反应限制和元素的特性限制，目前只能
内气----氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气----氩气，作用如下： a）防止氢化物被氧化，提高原子化效率 b）防止荧光猝灭 c）保持原子化环境的相对稳定
2.3.2 特点 a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子； b）采用氩氢焰，紫外透射好，减少光强损失； c ）没有背景发射，几乎无粒子散射，干扰小； d）稳定性好，只需要氩气，无须额外燃气； e）低温原子化，温度不可调； f）记忆效应小。
空心阴极灯–特点
• 灯结构简单、空心阴极灯制作工艺成熟; • 工作性能稳定 ,寿命一般可以大于3000mA·h ,发光
稳定性1小时漂移在±2%以内 发射强度基本可以满 足常规分析要求; • 对仪器的光源部分的电源无特别要求，也不需要其他 辅助设施; • 价格便宜.
HCL作为原子荧光的激发光源也有其美中不足的地 方，主要是辐射能量偏低，限制了原子荧光分析检出 下限的进一步降低 .
检测器-日盲光电倍增管
• 光阴极材料—Cs-Te； • 波长范围：160~320nm； • 最灵敏响应波长：254nm； • 窗体材料：石英。
2.5 干扰
2.5.1 氢化物原子荧光的干扰主要是：
a） 液相—发生在氢化物产生过程中，样品溶液中 干扰元素优先反应，或形成络合物以及金属吸附被 测元素的氢化物，消耗还原剂。
原子荧光光谱精讲
4.检测器
•
常用的是日盲光电倍增管，在多元素原子荧光分析仪中， 也用光导摄象管、析象管做检测器。检测器与激发光束成 直角配置，以避免激发光源对检测原子荧光信号的影响。
5.氢化物发生器 • • • • （1） （2） （3） （4） 间断法 连续流动法 断续流动法 流动注射氢化物技术
4.原子荧光法测定原理 • 在一定实验条件下，荧光强度与被测元素的浓度成正比。 据此可以进行定量分析（线性关系，只在低浓度时成立） • 随着原子浓度的增加，由于谱线展宽效应、自吸、散射等 因素的影响会使得曲线出现弯曲
5.氢化物（蒸气）发生原子荧光法 • 1）原理 • 氢化物发生进样方法，是利用某些能产生初生态氢的还原 剂或化学反应，将样品溶液中的待测组分还原为挥发性共 价氢化物，然后借助载气流（氩气）将其导入原子光谱分 析系统进行测量。
2) 谱线简单、干扰小；
3) 线性范围宽（可达 3 ~ 5个数量级）；
4) 易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）。
缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题。
二、原子荧光光谱法的基本原理
1.原子荧光的产生过程
＋ e
e
原子荧光
基态的原子蒸气吸收特定波长光辐射的能量而被激发到较高的激发态， 然后受激原子去活化回到较低的激发态或基态时便发射出一定波长的辐射 ———原子荧光
氢化物发生的优点： 分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离，消除了干 扰。 与溶液直接喷雾进样相比，氢化物法能将待测元素充分预 富集，进样效率接近100%。 连续氢化物发生装置易实现自动化。 不同价态的元素氢化物发生的条件不同，可进行价态分析。
氢化物反应种类 • 1）金属酸还原（Marsh反应） • 2）硼氢化物酸还原体系
原子荧光培训课件
（4）实验室的环境对仪器也有较大的影 响，例如在刚装修过的实验室内进行测量， 环境残余的汞蒸汽造成汞的空白猛增，给测 量造成很大影响。实验室中其他仪器也可能 带来影响，如：测汞仪也会引起仪器空白的 增大，从而影响测定。而环境中的污染时很 难清除的，用户在使用过程中一定要注意环 境的影响。
三、仪器的维护保养
（2）仪器测定的元素含量均为痕量级， 分析过程中使用的化学试剂是造成污染的 重要原因，因此必须使用足够纯度的酸或 必要时在使用前对其提纯。盐酸中常含有 砷，硫酸中常含有硒，在测量痕量的砷、 硒时都要注意这些试剂可能带来的影响。 化学试剂（特别是酸）在使用之前可以进 行杂质的检查。
（3）特别要注意使用者在操作仪器时 不要带来人为的污染，例如用手去掐毛细 管的末端。样品之间由于浓度相差太大而 造成交叉污染的情况也必须注意。测定前 最好对样品的含量有个大致的了解，以免 样品含量过大对仪器进样系统管路和原子 化器造成污染，严重时甚至还可能污染实 验室的环境。其中汞的污染要特别注意， 管路一旦被污染，短时间内很难清除，必 要时更换被污染的部件。环境污染后大约 要一个星期的时间来消除。
1、在测量前，一定要打开氩气钢瓶（次压控制 在0.3～0.5MPa）。 0.3～0.5MPa）。 2、测量完毕后一定要拿纯水清洗。 3、载流液和还原剂应注意及时更换，不要使用 放置时间较长的载流液和还原剂。 4、每半年更换一次元素灯。更换时一定要在主 机电源关闭的情况下，不得带电拔灯。 5、每个月要给泵和泵管加硅油，延长使用寿命。
过量氢气和气态氢化物与载气（氩气）混合， 进入原子化器，氢气和氩气在特制点火装置的作 用下形成氩氢火焰，使待测元素原子化。 待测元素的激发光源（一般为空芯阴极灯或 无极放电灯）发射的特征谱线通过聚焦，激发氩 氢焰中待测物原子，得到的荧光信号被日盲光电 倍增管接收，然后经放大，解调，再由数据处理 系统得到结果。
原子荧光分光光度计讲义PPT文档共17页
2）仪器条件：AFS230原子荧光分光光度计灯电 流：60mA；负高压：300V；其它条件都为仪器 默认即可；标准曲线浓度为 0,1.0,2.0,4.0,8.0,10.0,ug/L。用5%的盐酸作载流， 1.5%的硼氢化钾作还原剂，进行测定。
2、原子荧光法测定农产品中汞
1）前处理：按照GB/T5009.17-2003的方法，取样品0.3-0.5 克，不要超过0.5克。置于微波消解管中，加入5ml硝酸， 1ml过氧化氢，拧紧消解管盖子，放置30-60min，再置于 微波消解仪中，分三步完成消解步骤。第一步让温度升至 100度左右保持10分钟，第二步让温度升至150度保持10 分钟，第三步让温度升至180度保持5分钟。完成消解后， 取出冷却，用0.02%的重铬酸钾溶液转移至25ml比色管中， 并用其定容。摇匀后上机测定。
（四）原子荧的干扰
原子荧光的主要干扰是猝灭效应。这种 干扰可采用减少溶液中其它干扰离子的浓 度避免。
其它干扰因素有光谱干扰、化学干扰、物 理干扰等。
克服干扰的途径有加入络合剂、降低硼氢化 钾浓度、加入氧化还原电位高于干扰离子 的元素、分离干扰元素等方法。
（五）氢化物原子荧光分光光度法
氢化物原子荧光分光光度法的原理是待测元 素和强还原剂（硼氢化钾）反应后，以气态的形 式进入原子化器，经特制的光源激发后再返回至 基态或低能态，返回时发射出特种波长的光，这 种光强和元素的浓度成正比。
（2）谱线简单、干扰少。
（3）分析校准曲线线性范围宽，可达3 ~ 5 个数量级。
（4）可以多元素同时测定
（七）氢化物原子荧光分光光度计的基本组成部分:
1.激发光源.
是原子荧光分光光度计的主要组成部分,理想的光源应有发射强度高、无自吸；稳定性好， 噪声小；发射谱线窄且纯度高、价格便宜且使用寿命长等条件。目前有空心阴极灯、无 极放电灯、等离子体光源、激光光源等，其中空心阴极灯应用最为广泛。
2、原子荧光法测定农产品中汞
1）前处理：按照GB/T5009.17-2003的方法，取样品0.3-0.5 克，不要超过0.5克。置于微波消解管中，加入5ml硝酸， 1ml过氧化氢，拧紧消解管盖子，放置30-60min，再置于 微波消解仪中，分三步完成消解步骤。第一步让温度升至 100度左右保持10分钟，第二步让温度升至150度保持10 分钟，第三步让温度升至180度保持5分钟。完成消解后， 取出冷却，用0.02%的重铬酸钾溶液转移至25ml比色管中， 并用其定容。摇匀后上机测定。
（四）原子荧的干扰
原子荧光的主要干扰是猝灭效应。这种 干扰可采用减少溶液中其它干扰离子的浓 度避免。
其它干扰因素有光谱干扰、化学干扰、物 理干扰等。
克服干扰的途径有加入络合剂、降低硼氢化 钾浓度、加入氧化还原电位高于干扰离子 的元素、分离干扰元素等方法。
（五）氢化物原子荧光分光光度法
氢化物原子荧光分光光度法的原理是待测元 素和强还原剂（硼氢化钾）反应后，以气态的形 式进入原子化器，经特制的光源激发后再返回至 基态或低能态，返回时发射出特种波长的光，这 种光强和元素的浓度成正比。
（2）谱线简单、干扰少。
（3）分析校准曲线线性范围宽，可达3 ~ 5 个数量级。
（4）可以多元素同时测定
（七）氢化物原子荧光分光光度计的基本组成部分:
1.激发光源.
是原子荧光分光光度计的主要组成部分,理想的光源应有发射强度高、无自吸；稳定性好， 噪声小；发射谱线窄且纯度高、价格便宜且使用寿命长等条件。目前有空心阴极灯、无 极放电灯、等离子体光源、激光光源等，其中空心阴极灯应用最为广泛。
原子荧光法检测汞ppt课件
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
影响因素
❖ 原子荧光光谱法一般采用KBH4或NaBH4作还原剂。 ❖ 浓度过高时：产生过多的氢, 灵敏度降低, 并引起液相、
气相干扰
❖ 浓度过低时：气态物难以形成。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
注意事项
❖ (4) 每次进样后，还原瓶必须先后分别用固定液和去 离子水清洗，否则还原瓶内若残留少量液体，能提前 还原下一个测量试样中的汞离子，致使在初次通气时 造成吹出而损失，造成测定结果偏低。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
原子荧光法测汞的条件
光电倍增管负高压 石英炉温度 灯电流
载气流量（As气）
300~320V 300~800
30mA 0.6L/min
NaBH4浓度 NaBH4进样量
读数时间 延迟时间
0.2~0.4% 0.8ml 10s 1s
屏蔽气流量（As气）
1.0L/min
测量方式
峰面积
原子荧光测汞的关键是优化选择分析条件、选好试剂、 正确配制试剂和搞好仪器维护。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
原子荧光光谱法PPT课件
可用氩气来稀释火焰，减小猝灭现象。.源自6三．原子荧光光谱仪
原子荧光仪分为两类，色散型和非色散型。 荧光仪与原子吸收仪相 似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是900 直角，而避免激发光 源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。
滤光片 非色散型
激发光源：空心阴极灯或氙 弧灯
原子化器：与原子吸收法相同
色散系统：色散型-光栅 非色散型-滤光片
原子荧光光谱法
Atomic Fluorescence Spectrometry(AFS)
.
1
一、概述
原子荧光光谱法的特点
(1) 有较低的检出限，灵敏度高。 (2) 干扰较少，谱线比较简单。 (3) 仪器结构简单，价格便宜。 (4) 分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 (5) 由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易
色散型
检测系统：光电倍增管
数据处理和仪器控制系统
氢化物发生系统
.
7
氢化物（蒸气）发生 原子荧光法
原理
As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8个 元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态 组分，Hg形成原子蒸气。
气态氢化物、气态组分通过原子化器原子 化形成基态原子，基态原子蒸气被激发而 产生原子荧光
光学系统
简化结构；光程短； 增强荧光信号强度
.
原子荧光仪器2结2 构
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
.
原子荧光仪器2结3 构
检测器
日盲光电倍增管
检测波长范围： 160nm~320nm
.
原子荧光仪器2结4 构
制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。
(6) 缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；
原子荧光仪分为两类，色散型和非色散型。 荧光仪与原子吸收仪相 似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是900 直角，而避免激发光 源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。
滤光片 非色散型
激发光源：空心阴极灯或氙 弧灯
原子化器：与原子吸收法相同
色散系统：色散型-光栅 非色散型-滤光片
原子荧光光谱法
Atomic Fluorescence Spectrometry(AFS)
.
1
一、概述
原子荧光光谱法的特点
(1) 有较低的检出限，灵敏度高。 (2) 干扰较少，谱线比较简单。 (3) 仪器结构简单，价格便宜。 (4) 分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 (5) 由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易
色散型
检测系统：光电倍增管
数据处理和仪器控制系统
氢化物发生系统
.
7
氢化物（蒸气）发生 原子荧光法
原理
As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8个 元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态 组分，Hg形成原子蒸气。
气态氢化物、气态组分通过原子化器原子 化形成基态原子，基态原子蒸气被激发而 产生原子荧光
光学系统
简化结构；光程短； 增强荧光信号强度
.
原子荧光仪器2结2 构
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
.
原子荧光仪器2结3 构
检测器
日盲光电倍增管
检测波长范围： 160nm~320nm
.
原子荧光仪器2结4 构
制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。
(6) 缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；
仪器分析第8章原子荧光光谱分析法-精品文档
2019/6/10
No Image
三、原子荧光定量分析关系式
当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略 ，发射
荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的
吸收强度 Ia ：
If = Ia
在低浓度时：
I0 ——原子化火焰单位面积接受到的光源强度； A——受光照射在检测器中观察到的有效面积； ε——吸光系数；φ ——荧光量子效率 N——单位体积内的基态原子数； l ——为吸收光程
2019/6/10
No Image
热助共振荧光
No Image
元素的原子经热激发后处在较低的亚稳态，通过 吸收激发光源发射的特定的非共振线后，被进一 步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光线。
2019/6/10
No Image
直跃线荧光
是激发态原子直接跃迁到高于基态的亚稳态时所发射 的荧光，如Pb405.78nm。只有基态是多重态时，才 能产生直跃线荧光。
2019/6/10
No Image
优点
（1）有较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、Zn 等元素有相当低的检出限，Cd可达0.001ng·cm-3、 Zn为0.04ng·cm-3。 （2）干扰较少，谱线比较简单。 （3）分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 （4）能实现光
直跃线 阶跃线 荧光 荧光
2019/6/10
No Image
共振荧光
自由原子吸收激发光源的特征波长辐射，成为 激发态原子，并立即发射出相同波长的辐射， 回到原来的能级，所发辐射为共振荧光。
对于多数元素来说其共振荧光线是相应 于原子激发态和基态间的共振跃迁。
2019/6/10
No Image
2019/6/10
AFS系列电原理图简介精讲
• 注射泵进样的优缺点
优点: * 消除了蠕动泵进样的缺陷，改善了仪器的检出
限和精密度 * 自动配置标准曲线和稀释高浓度样品，提高
了仪器的自动化程度 * 自动去除还原剂产生的气泡 * 省气、省试剂 缺点：
结构复杂，成本较高
二、AFS-800系列、AFS-900系列仪器结构－氢化反应系统
• 蠕动泵进样精度测试
一、氢化物发生—原子荧光的方法原理
＊氢化物发生—原子荧光的方法特点
（1）灵敏度高、检出限低，目前常被测定的11个元素的 检出限可达到10-10~10-13水平。
（2）精密度好，一般RSD<1%。 （3）线性范围宽，可达到3~4个数量级。 （4）分析元素与基体有效分离，光谱和化学干扰少。 （5）可以进行多元素同时测定。 （6）易于和HPLC、GC、FIA等技术联用，实现在线和
他二者的检出限低些 分析线若在400nm以上时，则原子发射光谱
法的检出限比其他二者低些
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子荧光光谱分析的优点
（１）灵敏度（相对荧光强度）较高，检出限低 （２）谱线比较简单，光谱干扰少，采用日盲光电
倍增管，可制作非色散原子荧光分析仪 （３）可同时进行多元素测定 （４）分析曲线的线性较好，线性范围较宽
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
一般情况下 分析线在300～400nm之间，这三种方法的检
出限大致相似 分析线若在300nm以下，原子荧光光谱比其
二、AFS-800系列、AFS-900系列仪器结构－氢化反应系统
优点: * 消除了蠕动泵进样的缺陷，改善了仪器的检出
限和精密度 * 自动配置标准曲线和稀释高浓度样品，提高
了仪器的自动化程度 * 自动去除还原剂产生的气泡 * 省气、省试剂 缺点：
结构复杂，成本较高
二、AFS-800系列、AFS-900系列仪器结构－氢化反应系统
• 蠕动泵进样精度测试
一、氢化物发生—原子荧光的方法原理
＊氢化物发生—原子荧光的方法特点
（1）灵敏度高、检出限低，目前常被测定的11个元素的 检出限可达到10-10~10-13水平。
（2）精密度好，一般RSD<1%。 （3）线性范围宽，可达到3~4个数量级。 （4）分析元素与基体有效分离，光谱和化学干扰少。 （5）可以进行多元素同时测定。 （6）易于和HPLC、GC、FIA等技术联用，实现在线和
他二者的检出限低些 分析线若在400nm以上时，则原子发射光谱
法的检出限比其他二者低些
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子荧光光谱分析的优点
（１）灵敏度（相对荧光强度）较高，检出限低 （２）谱线比较简单，光谱干扰少，采用日盲光电
倍增管，可制作非色散原子荧光分析仪 （３）可同时进行多元素测定 （４）分析曲线的线性较好，线性范围较宽
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
原子荧光光谱仪器的结构原理
• 原子吸收—荧光—发射之间的关系
一般情况下 分析线在300～400nm之间，这三种方法的检
出限大致相似 分析线若在300nm以下，原子荧光光谱比其
二、AFS-800系列、AFS-900系列仪器结构－氢化反应系统
《原子荧光原理》PPT课件
•
Pb
•
Sn
价态 3+ 3+ 3+ 2+ 4+ 4+ 4+ 4+ 4+
h
11
4、干扰
• 1）、种类
• 液相干扰（化学干扰） • ------氢化反应过程中 • 气相干扰（物理） • ------传输过程中 • 散射干扰 • ------ 检测过程中
h
12
• 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、改变干扰元素的价态等。
h
39
800系列自动进样器故障
• 1、开机时不复位 • 原因：a：自动进样器与间歇泵之间的电缆
线未接好；b：电路故障 • 2、自动进样器的进样头升起时发出嗡嗡声，
抖动，不升起 • 解决方法：关掉间歇泵电源，把自动进样
器的进样头用手按到底。
h
40
3、自动进样器的进样头升起后 发出嗡嗡声，抖动
• 原因：挡光片未插入光敏对的检测区
原子荧光
h
1
1、原子荧光的定义：
• 基态的原子蒸气吸收一定波长的辐射而被 激发到较高的激发态，然后去活化回到较 低的激发态或基态时便发射出一定波长的 辐射———原子荧光
h
2
2、原子荧光的种类：
• 两种基本类型：共振荧光和非共振荧光 • 1）共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长相
同。
• 2）非共振荧光：荧光线的波长与激发线的波
• （1）、打开电源开关 • （2）、重新复位，即按顺序重新开启微
机、主机
• （3）、检查接口是否正确、电缆是否正 常、插头接触良好否
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
AFS系列双道 原子荧光光度计
发展历史、基本原理和设计思路
1
氢化物发生 原子荧光技术的发展历史
▪ 1974年Tsujii和Kuga首次将氢化物进样技术和无色散原 子荧光光谱技术相结合，开创了氢化物发生—无色散原 子荧光光谱分析技术（HG-AFS）。
▪ 1975年杜文虎等介绍了原子荧光法，次年研制了冷原子 荧光测汞仪.
还原反应，氩气--氢气火焰提供原子化温度 金属--酸体系；氯化亚锡--酸；硼氢化物--酸； 后者反应速度快，性能稳定，适合大多数元素
16
2.3.4 氢化物发生的特点
▪ 没有基体干扰 ▪ 原子化效率高 ▪ 氢化物蒸汽易于原子化 ，不需要高温 ▪ 不同价态的元素发身个氢化物反应的条件不同，
因此可以做价态分析
▪ 在此后的20多年中,北京科创海光仪器有限公司在开发原 子荧光分析方法,仪器的设计研制;尤其在氢化物发生原 子荧光分析方面做了大量卓有成效的工作.使我国在HGAFS技术领域处于国际领先地位。
3
我国学者的工作中主要突破 有以下几方面
▪ 用溴化物无极放电灯代替碘化物无极放电灯，成功地解 决了铋的光谱干扰问题；
▪ 20世纪70年代末,郭小伟等研制成功研制了溴化物无极 放电灯,为原子荧光分析技术的进一步深入研究和发展 奠定了基础.
2
氢化物发生 原子荧光技术的发展历史
▪ 1983年北京地质仪器厂,即现在的北京科创海光仪器有 限公司等研制了双通道原子荧光光谱仪，开创了领先世 界水平的有我国自主知识产权分析仪器的先河。
12
1.7 产品型号和特点
▪ 早期分立元件，微波源，无极放电灯，间断手动
进样 --主要XDY-1，2
▪ 计算机技术（单片机、系统机），空心阴极灯， 间断进样--3型，2A，120 ，220
▪ 计算机技术和断续流动----进样方式改革 2201，老230（自动进样）DOS系统
▪ Windows系统，串口控制----2202，230，2202E， 230E，3000，3100，9600，9700，9800
17
2.3.5 干扰
a） 液相--样品溶液中干扰元素优先反应，或形成络
合物吸附被测元素 的氢化物，消耗还原剂
消除：加入一些基体改进剂或选择合适的酸度以 及还原剂用量。 b） 气相--氢化物传输过程或原子化过程的的干扰，
消耗氢基，降低被测元素的原子化效率
消除：抑制干扰元素形成氢化物，或加入改进剂
吸附干扰元素的氢化物
▪ 利用氢化物发生所产生的氢气使之在电热石英炉口形成 氢氩小火焰作为原子化器，从而使整个装置简单实用；
▪ 将高强度脉冲供电空心阴极灯成功地用于作AFS光源， 解决了无极放电灯制作工艺不完善和调谐困难等对使用 带来的不便；
▪ 将流动注射（FIA）技术、断续流动注射技术与AFS联用 开创了FIA-AFS全自动分析，并研制开发出全自动原子 荧光光谱仪。
4
1、基本原理
1.1 理论概述 三大类原子光谱 AAS、AES、AFS AFS三大突破 a）光源--空心阴极灯 b）氢化物--反应体系 c）断续流动--进样系统
5
1.2 荧光类型
a）共振荧光----原子吸收的逆过程 吸收的能量和释放的能量相等。
b）非共振荧光----能量不相等
1.3 荧光猝灭
使用氩气做载气和屏蔽气 氩气作用： a）载气 b）屏蔽气
8
AFS230E技术指标
▪ 检测线(D.L.): As、Se、Pb、Sn、Te、 Bi、Sb、 Zn、< 0.02 ng/mL
▪
Hg、Cd<0.001ng/ml
▪
Ge Zn<2.0 ng/ml
▪ 3.2.2 精度(RSD): <1.0%
▪ 线性范围: 大于三个数量级
9
1.4 AFS的优点
▪ 非色散系统、光程短、能量损失少 ▪ 结构简单，故障率低 ▪ 灵敏度高，检出限低，与激发光源强度成正比 ▪ 接收多条荧光谱线 ▪ 适合于多元素分析 ▪ 原子化效率高，理论上可达到100% ▪ 采用日盲管检测器，降低火焰噪声 ▪ 线性范围宽，3个量级 ▪ 没有基体干扰 ▪ 可做价态分析 ▪ 只使用氩气，运行成本低
13
2. 仪器构成
一条线结构，四部分： 光源，氢化物发生，原子化系统，检测系统
PMT
数据处理
HCL
原子化器
断续流动
自动进样
14
2.1 光源----高强度空心阴极灯 纯度高，不自吸，寿命3000mA/h，仪器电流 是
峰值，不是平均值。
2.2 光路----三个透镜，无色散元件 2.3 原子化器----屏蔽式石英炉 2.3.1 炉芯结构
10
1.5 缺点
▪ 必须使用高强度激发光源，特制元素灯 ▪ 无色散系统，要求避光性能要好 ▪ 受氢化物反应限制和元素的特性限制，目前只能
测量11中元素
As、Sb、Bi、Hg、Ge、Se、 Sn、Te、Pb、Zn、Cd
11
1.6 与AAS-HG的比较
▪ 光路简单，光程短 ▪ 可做多元素分析 ▪ 原子化效率高，对炉芯无特殊要求 ▪ 干扰小，记忆效应小 ▪ 灵敏度高，检出限低 ▪ 操作简单
6
基础知识
氢化物发生法其实质只是一个化学反应，一 般是在在强还原剂或其它因素的作用下被测 元素与H形成共价化合物，而这些化合物通 常在室温条件下以气态形式存在，这些气体 化合物被载气带入分析仪器的原子化区进行 分析。
7
氢化物发生法
目前用这种发生技术通常测定的 素主要有： As、Sb、Bi、Ge、Sn、 Pb、Se、Te、Zn、Cd 10个元素 Hg采用蒸气发生法。
内气----氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气----氩气，作用如下： a）防止氢化物被氧化，降低原子化效率 b）防止荧光猝灭
15
2.3.2 特点 a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子
b）没有背景发射，干扰小 c）稳定性好，只需要氩气 d）低温原子化，温度不可调 e）记忆效应小
2.3.3 氢化物发生和反应体系
18
2.4 进样方式
2.4.1 间断
2.4.2 连续流动
样品 泵
还原剂
反 应 块
气液 分离
载气
2.4.3 流动注射 样品
载流
阀
还原剂 泵
反
应
气液
块
分离
载气
19
2.4.4 断续流动
载流 / 样品 还原剂
反
应
泵
块
载气
气液 分离
断续流动进样系统是北京海光公司的专利设 计，实现了在线清洗，节省样品消耗，安全可靠， 不存在转换阀的密封、漏液、腐蚀等问题
发展历史、基本原理和设计思路
1
氢化物发生 原子荧光技术的发展历史
▪ 1974年Tsujii和Kuga首次将氢化物进样技术和无色散原 子荧光光谱技术相结合，开创了氢化物发生—无色散原 子荧光光谱分析技术（HG-AFS）。
▪ 1975年杜文虎等介绍了原子荧光法，次年研制了冷原子 荧光测汞仪.
还原反应，氩气--氢气火焰提供原子化温度 金属--酸体系；氯化亚锡--酸；硼氢化物--酸； 后者反应速度快，性能稳定，适合大多数元素
16
2.3.4 氢化物发生的特点
▪ 没有基体干扰 ▪ 原子化效率高 ▪ 氢化物蒸汽易于原子化 ，不需要高温 ▪ 不同价态的元素发身个氢化物反应的条件不同，
因此可以做价态分析
▪ 在此后的20多年中,北京科创海光仪器有限公司在开发原 子荧光分析方法,仪器的设计研制;尤其在氢化物发生原 子荧光分析方面做了大量卓有成效的工作.使我国在HGAFS技术领域处于国际领先地位。
3
我国学者的工作中主要突破 有以下几方面
▪ 用溴化物无极放电灯代替碘化物无极放电灯，成功地解 决了铋的光谱干扰问题；
▪ 20世纪70年代末,郭小伟等研制成功研制了溴化物无极 放电灯,为原子荧光分析技术的进一步深入研究和发展 奠定了基础.
2
氢化物发生 原子荧光技术的发展历史
▪ 1983年北京地质仪器厂,即现在的北京科创海光仪器有 限公司等研制了双通道原子荧光光谱仪，开创了领先世 界水平的有我国自主知识产权分析仪器的先河。
12
1.7 产品型号和特点
▪ 早期分立元件，微波源，无极放电灯，间断手动
进样 --主要XDY-1，2
▪ 计算机技术（单片机、系统机），空心阴极灯， 间断进样--3型，2A，120 ，220
▪ 计算机技术和断续流动----进样方式改革 2201，老230（自动进样）DOS系统
▪ Windows系统，串口控制----2202，230，2202E， 230E，3000，3100，9600，9700，9800
17
2.3.5 干扰
a） 液相--样品溶液中干扰元素优先反应，或形成络
合物吸附被测元素 的氢化物，消耗还原剂
消除：加入一些基体改进剂或选择合适的酸度以 及还原剂用量。 b） 气相--氢化物传输过程或原子化过程的的干扰，
消耗氢基，降低被测元素的原子化效率
消除：抑制干扰元素形成氢化物，或加入改进剂
吸附干扰元素的氢化物
▪ 利用氢化物发生所产生的氢气使之在电热石英炉口形成 氢氩小火焰作为原子化器，从而使整个装置简单实用；
▪ 将高强度脉冲供电空心阴极灯成功地用于作AFS光源， 解决了无极放电灯制作工艺不完善和调谐困难等对使用 带来的不便；
▪ 将流动注射（FIA）技术、断续流动注射技术与AFS联用 开创了FIA-AFS全自动分析，并研制开发出全自动原子 荧光光谱仪。
4
1、基本原理
1.1 理论概述 三大类原子光谱 AAS、AES、AFS AFS三大突破 a）光源--空心阴极灯 b）氢化物--反应体系 c）断续流动--进样系统
5
1.2 荧光类型
a）共振荧光----原子吸收的逆过程 吸收的能量和释放的能量相等。
b）非共振荧光----能量不相等
1.3 荧光猝灭
使用氩气做载气和屏蔽气 氩气作用： a）载气 b）屏蔽气
8
AFS230E技术指标
▪ 检测线(D.L.): As、Se、Pb、Sn、Te、 Bi、Sb、 Zn、< 0.02 ng/mL
▪
Hg、Cd<0.001ng/ml
▪
Ge Zn<2.0 ng/ml
▪ 3.2.2 精度(RSD): <1.0%
▪ 线性范围: 大于三个数量级
9
1.4 AFS的优点
▪ 非色散系统、光程短、能量损失少 ▪ 结构简单，故障率低 ▪ 灵敏度高，检出限低，与激发光源强度成正比 ▪ 接收多条荧光谱线 ▪ 适合于多元素分析 ▪ 原子化效率高，理论上可达到100% ▪ 采用日盲管检测器，降低火焰噪声 ▪ 线性范围宽，3个量级 ▪ 没有基体干扰 ▪ 可做价态分析 ▪ 只使用氩气，运行成本低
13
2. 仪器构成
一条线结构，四部分： 光源，氢化物发生，原子化系统，检测系统
PMT
数据处理
HCL
原子化器
断续流动
自动进样
14
2.1 光源----高强度空心阴极灯 纯度高，不自吸，寿命3000mA/h，仪器电流 是
峰值，不是平均值。
2.2 光路----三个透镜，无色散元件 2.3 原子化器----屏蔽式石英炉 2.3.1 炉芯结构
10
1.5 缺点
▪ 必须使用高强度激发光源，特制元素灯 ▪ 无色散系统，要求避光性能要好 ▪ 受氢化物反应限制和元素的特性限制，目前只能
测量11中元素
As、Sb、Bi、Hg、Ge、Se、 Sn、Te、Pb、Zn、Cd
11
1.6 与AAS-HG的比较
▪ 光路简单，光程短 ▪ 可做多元素分析 ▪ 原子化效率高，对炉芯无特殊要求 ▪ 干扰小，记忆效应小 ▪ 灵敏度高，检出限低 ▪ 操作简单
6
基础知识
氢化物发生法其实质只是一个化学反应，一 般是在在强还原剂或其它因素的作用下被测 元素与H形成共价化合物，而这些化合物通 常在室温条件下以气态形式存在，这些气体 化合物被载气带入分析仪器的原子化区进行 分析。
7
氢化物发生法
目前用这种发生技术通常测定的 素主要有： As、Sb、Bi、Ge、Sn、 Pb、Se、Te、Zn、Cd 10个元素 Hg采用蒸气发生法。
内气----氢化物蒸汽、氩气、氢气 外气----氩气，作用如下： a）防止氢化物被氧化，降低原子化效率 b）防止荧光猝灭
15
2.3.2 特点 a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子
b）没有背景发射，干扰小 c）稳定性好，只需要氩气 d）低温原子化，温度不可调 e）记忆效应小
2.3.3 氢化物发生和反应体系
18
2.4 进样方式
2.4.1 间断
2.4.2 连续流动
样品 泵
还原剂
反 应 块
气液 分离
载气
2.4.3 流动注射 样品
载流
阀
还原剂 泵
反
应
气液
块
分离
载气
19
2.4.4 断续流动
载流 / 样品 还原剂
反
应
泵
块
载气
气液 分离
断续流动进样系统是北京海光公司的专利设 计，实现了在线清洗，节省样品消耗，安全可靠， 不存在转换阀的密封、漏液、腐蚀等问题