痕量分析的测定方法..

+ + + + -
+
（ +） + + + （ -） -
（ +） （ +） （ -） + -
+
+ + + + + +
表中“+”好，“（+）”较好，“（-）”一般，“-” 差
3. 痕量分析方法发展方向
• 改善分析方法检出限
与富集分离手段相结合 开发新方法 • 发展联用技术
（2）等离子质谱（ICP-MS)
•
原理及仪器
ICP-MS仪由ICP作为离子源、试样引入装置（接 口）、四级质谱仪、离子探测器组成。 ICP作为质谱的高温离子源，样品在高温中心通道 中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样 品锥接口和离子传输系统进入高真空的MS部分，MS部分 为四级杆快速扫描质谱仪，通过高速顺序扫描分离测定 所有离子。扫描质量范围从6-260，并通过高速双通道 检测器对四级杆分离后的离子进行检测，浓度线性动态 范围达8个数量级
• • • •
直流电弧 交流电弧 高压火花 电感耦合等离子体(ICP)
b. 电感耦合等离子体光谱分析（ICP-AES)
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优点
多元素同时测定的能力；分析速度快；分析试 样固体液体都可直接测定；选择性好；检出限低， ICP-AES 可达 ng/g 级；准确度高，相对误差可达 1% 以下；试样消耗少；线性范围宽可达4-6个数量级
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应用
在地质、环境分析应用最多；其次是冶金、生物临 床、试剂、食品、核材料等领域
4）X-射线荧光光谱分析法
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原理：以元素的特征X-射线光谱线的波长和强度测 量为依据的仪器分析方法
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优点：非损坏性的多元素分析方法，分析试样形态 可以多样化，光谱简单，分析浓度范围广，准确度 高；
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缺点：分析灵敏度较差, 谱线之间的干扰和基体效 应的影响也较严重
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局限性：受仪器设备及工作条件的限制，难以 普遍应用
表7-2 重要的痕量元素分析方法的功能比较
分析方法 检出 限 准确度 多元素 分析 抗干扰 能力 直接固 体分析 直接液 体分析
FAAS
GFAAS ICP_AES ICP_MS NAA XRF 分光光度 法
+
+ + + + （ -） （ -）
+
（ +） + + + + +
注意：AAS方法本身对元素价态和形态分析不具 有选择性，需要将不同物种一一分离后进行测定
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间接分析（测定阴离子和有机化合物） 原理 基于利用某一个或一个以上的化学反应，使待测 物质转化为可以用光谱分析法测定的形式，通过对反 应产物中金属元素或反应后试液中过量的金属元素的 测定，便可间接求出试样中待测物的含量
应用
产品质量控制、环境监测和生物材料分析的 重要方法之—
5）中子活化分析法
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原理：利用中子与各种元素的稳定同位素进 行核反应并产生放射性核素，然后用射线探测仪器 测量放射性核素衰变时放出的射线。通过测量射线 的能量或半定期进行定性鉴定，测量射线的活度进 行定量分折。
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优点：灵敏度高；准确度和精密度好；专属性 强；可实现多元素同时分析；无需定量分离；在一 船情况下无试剂空白校正；可实现非破坏分析，在 计算机辅助下容易实现自动化等。
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局限性：测定难熔元素、稀土元素、及非金属元素， 不太令人满意；不能进行多元素同时分析。
• AAS分析应用
AAS直接测定 化学富集- AAS法：蒸馏挥发- AAS；共沉淀- AAS； 选择吸附- AAS；萃取- AAS等
• 元素价态和形态分析
测定元素：主要测定铬、砷、锑、锡、硒、钒和汞 等元素 分析对象：主要集中在水体、生物流体和食品方面
优点：（1）检出限低，火焰原子吸收光谱检出限可达 ng/g，石墨炉原子吸收法检出限可达pg/g；（2）准确 度高，火焰原子吸收光谱精密度可保持在1％左右，石 墨炉原子吸收法精密度可达3-5%；（3）选择性比较好； （4）分析速度快；（5）应用范围广，能够测定的元 素可多达70多个；（6）石墨炉原子吸收法,液固体都 可以进样；（7）仪器比较简单，价格相对比较低廉
• ICP-AES分析应用
水质分析
生物试样分析 金属和合金分析 高纯物质分析
3）无机质谱 （1） 分类
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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火花源质谱(SSMS)
优点：灵敏度高，多元素同时测定；缺点：价格高昂， 操作费用高，精密度差
二次离子质谱(SIMS)
灵敏度高，多元素分析，用于表面微区分析 等离子质谱（ICP-MS) 高灵敏度，高精密度，线性范围宽
•间接法利用的化学反应
对分析信号的增强或抑制效应、沉淀反应、络合 反应、形成杂多酸的反应和置换反应等 络合反应:利用金属阳离子与阴离子或有机化合物形 成稳定的络合物。后者被有机溶剂萃取，通过测定萃 取物中的金属元素，可间接测定分析物的含量。
2）原子发射光谱分析法（AES) a. AES的激发光源
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分析性能 元素检测的覆盖面广, 除H、He、Ne、Ar以外，几乎 所有元素都能检测；检出限低,大多数元素的检出限达 pg/g级；多元素同时测定；精密度与ICP-AES相当，相 对标准偏差为0.1-0.5％；其线性动态范围宽，线性范 围达8个数量级应用
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局限性： ICP—MS中存在谱线干扰，主要来自另一元素的同 质异位的单电荷离子、双电荷离子及氧化物离子、分 子离子等可能与待测元素的峰发生重叠 。如40Ar16O干 扰56Fe, 40Ar干扰40Ca等
七、痕量分析测定方法
表 7-1痕量分析常用分析方法
无机痕量分析 有机痕量分析
（1）原子吸收光谱；（2）原 （1）气相色谱（2）高效液相 子发射光谱；（3）电感耦合 色谱 等离子体质谱；（4）X射线荧 光光谱法；（5）中子活化分 析法
2. 无机痕量分析中常用的分析方法
1） 原子吸收光谱分析法(AAS)
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局限性
常见的非金属元素如氧、硫、氮、卤素等谱线 在远紫外区，目前一般光谱仪无法测定，还有一些 非金属元素如 P、 Se 、Te 等，由于其激发电位高， 灵敏度较低
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ICP-AES的进样技术 溶液进样：最为普遍的方式 固体进样：直接粉末吹入法、电弧/火花试 样引进法、电热蒸发引进试样法、直接石墨 电极装样插入法等