原子荧光光度计常见干扰因素与排除

原子荧光光度计常见干扰因素与排除

秦宏伟朱爱国姜国华王剑

(山东省农科院中心实验室,济南250100)

摘要介绍了原子荧光光度计使用中的干扰因素、排除方法及仪器使用的维护及注意事项。

关键词原子荧光光度计干扰排除

近年来,随着相关检测方法的不断推出与完善,原子荧光检测技术作为首选标准方法被许多领域越来越多地应用到微量元素的检测中。由于原子荧光光度计是痕量级检测仪器,出厂检验必须达到如下指标:精密度不大于2%;检出限低于0.05L g/L(汞甚至应低于0.005L g/L)。原子荧光光度计极容易受到各种因素的影响与干扰,其故障表现多为空白荧光强度过高且不稳定。使用中应注意从试剂、器皿和环境等因素进行鉴别与排除。

1试剂影响

1.1介质的影响

依据原子荧光光度计工作原理,氢化物反应是在酸性介质中发生的,当酸的纯度较低时,空白值会偏高且极不稳定。多数情况下某些介质只影响一种元素而不影响其它元素的检测。故障表现为测定某种元素前,试剂空白测试时,经常出现荧光强度在1000~8000范围内大幅度波动的现象,甚至导致超出仪器的测量范围而提示信号溢出。

在排除仪器流路和容器污染以及实验用水因素后,配制不同浓度的酸溶液上机试验,如果荧光强度值随酸度降低而成比例减小,即可确定上述故障现象由介质所导致。此故障在更换合格介质后仪器多能自动恢复正常。由此建议,原子荧光仪器在整个实验过程使用的酸为优级纯,为达到满意的实验结果,应简化实验步骤。若实验方法允许,可将样品处理、标准系列配制和载流所用介质保持一致,以便将介质影响降到最小。

1.2还原剂的影响

原子荧光还原剂一般采用硼氢化钾-氢氧化钠溶液或硼氢化钠-氢氧化钠溶液。还原剂配制浓度过高或存放时间过久也可导致荧光强度大幅度波动,但不会明显随介质浓度而变化。实验过程中应注意以下要点:(1)由于硼氢化钾溶液的浓度越大越容易引起液相干扰,所以要尽可能采用较低的硼氢化钾浓度。(2)由于硼氢化钾的水溶液不稳定,并且浓度越低越不稳定,因而必须加入氢氧化钾来提高其稳定性。但是氢氧化钾的量过大时会降低反应时的酸度而急剧降低仪器检测的灵敏度。因此,配制还原剂溶液时,应注意掌握二者比例。现较多采用2%硼氢化钾与0.5%~1%的氢氧化钠溶液作为还原剂。(3)因上述试剂具有较强腐蚀性且稳定性差,所以应现用现配。

1.3重铬酸钾的影响

在汞元素检测中,重铬酸钾充当保护剂,以防止溶液中的汞元素因吸附或蒸发而损失。重铬酸钾对实验的影响表现为:试剂空白测试正常,配制标准系列溶液后按浓度顺序上机检测,标准曲线点与标称浓度不呈梯度关系,高低无序;标准曲线呈明显锯齿状。排除元素灯、仪器、环境等一切可能干扰因素后,仅更换重铬酸钾试剂,故障即排除。

2实验用水

实验用水的质量也严重影响试剂空白值的稳定性。尤其值得注意的是即使实验用水通过电导率仪甚至离子色谱检测均合格,也可导致试剂空白偏高正常值3~5倍情况的发生。其鉴别排除方法:可通过使用品牌饮用纯净水替代,清洗所用实验器皿并配制所有试剂。上机试验,观察仪器工作是否恢复正常。

3实验容器

容器污染表现为空白值高且极不稳定。因此,原子荧光实验所用器皿清洗要求极为严格,实验前必须将所用玻璃容器泡入15%的硝酸溶液中24h,然后用纯水仔细清洗备用。特别应注意,为避免交叉污染,用于原子荧光检测的玻璃容器应单独配制酸液浸泡并及时更换,禁止与其它检测器皿混用清洗液。

4环境因素

自然界中汞普遍存在,同时原子荧光光度计汞收稿日期:2009203226

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秦宏伟,等:原子荧光光度计常见干扰因素与排除

的检出限比其它元素的还低一个数量级,对各种干扰更为敏感,因此环境因素对汞的检测有影响。如在汞检测过程中发生空白值极高并大幅度波动现象时,按常规方法排除其它干扰后,应重点检查是否由于破碎的温度计或日光灯、仪器室内高含量样品挥发、操作人员使用的化妆品以及排风不畅、与其它仪器共用排气管道交叉污染等原因造成局部环境汞含量高,从而导致仪器运行异常。故障排除可采用更换仪器安装场所、加大排风量等方法。

5仪器使用及维护注意事项

目前,原子荧光仪无论从硬件还是操作软件方面都已经做到简单和实用,但仪器使用及维护细节仍特别值得注意,否则也极易造成荧光强度不稳定的现象发生。

5.1仪器流路

原子荧光仪多采用断续流动进样方式。其进样泵压块的压力关系到进样及排废液的流速和流量。考虑到样品与还原剂的比例,在设计时还原剂用的泵管较进样泵管细。因此,如果压块压力调整不当就会造成还原剂进量不足或时断时续形成荧光强度偏低。故障表现为:模拟显示图形不是半圆形而呈驼峰或波浪状,仔细调整压块压力后故障现象即消失。此故障发生的另一原因是仪器使用后没有及时用净酸清洗还原剂泵管,形成结晶,长期积累,逐渐阻塞还原剂流路。但与上述故障的区别是荧光强度逐渐降低,模拟显示图中曲线能成低矮的半圆状。为避免上述故障产生,要求每次实验完毕,使用者应严格按下列步骤清洗管路:(1)用空白液在线清洗,以清洗掉残留样品,即在样品测试状态下泵入净酸和还原剂,同时观察荧光强度的变化直至相对稳定。

(2)将进样和还原剂的毛细管同时置于15%的净酸液内运行数分钟,清洗并且中和系统内的残余还原剂,防止结晶和腐蚀泵管。(3)将上述两根毛细管同时置于纯水中运行数分钟洗掉系统内残余酸液。

(4)将毛细管置于空气中运行至无液体流出后关机。

5.2气路

外路气体进入仪器后分为屏蔽气和载气两路。载气流量降低时,不能将反应物充分带入原子化器。表现为荧光强度低且不稳定。常见原因有:(1)流路系统管路接头密封不严;(2)汽液分离器上端或原子化器下端硅胶管老化、皲裂;(3)由于使用时间较久,仪器气路系统的稳压阀或电磁阀密封不严导致载气泄露而压力降低;(4)还可能因酸液倒流而腐蚀气路,腐蚀物导致载气流量降低甚至无载气输出。处理方法:用户可直接查漏更换硅胶管或密封垫或让专业维修人员将气路系统卸下,返厂维修,重新校准载气流量后安装。

5.3原子化器

原子化器是待测元素形成原子化的部分。当载气与已形成氢化物的待测元素组成氩氢混合物进入原子化器后,由点火炉丝点燃形成氩氢焰,高温下完成待测元素的原子化。由于原子化器炉芯为石英玻璃制成,长期使用后其出口处容易形成积垢,造成测量空白值高并且不稳定,检测结果重现性差。此时,可将原子化器整体拆下,小心卸出石英炉芯,置于15%硝酸溶液内浸泡24h后纯水清洗即可重新安装使用。

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70化学分析计量2009年,第18卷,第3期