石墨炉原子吸收中基体干扰的产生和消除干扰的方法

石墨炉原子吸收中基体干扰的降低和消除

摘要：石墨炉原子吸收光谱法中的干扰相对比较少，但在某些情况下也是不可忽视的。石墨炉原子吸收光谱法中的干扰大体可分为物理干扰、电离干扰、光谱干扰及化学干扰四类。其中化学干扰是主要的干扰来源。它是选择性干扰，即对试样中各种元素的影响各不相同，亦称基体干扰。

离干扰元素。后者能使被测元素得到富集，有利于提高测定灵敏度，但手续麻烦，所以加入消除基体干扰的方法有：加入集体改进剂（释放剂、保护剂和干扰缓冲剂）及利用化学分集体改进剂是降低或消除石墨炉原子吸收中基体干扰的主要手段。Ediger首先提出了硝酸镍和硝酸铵等无机试剂可作为基体改进剂用于石墨炉原子吸收测定某些金属元素。到目前，基体改进剂约有50余种，它们分为无机试剂、有机试剂和活性气体三种类型。

关键词：石墨炉基体干扰基体改进剂化学干扰

一、前言

电热源原子吸收光谱法即石墨炉原子吸收法以其固有的高灵敏度噁选择性成为生物和环境样品中测定痕量元素最有效的方法之一。然而，问题在于样品由复杂和易变的材料组成。在一个脉冲加热的电热原子化器中常常出现潜在的化学干扰影响。这种化学干扰经常导致对原子吸收信号的抑制。减少这种干扰的方法有：恒温炉，石墨平台，探针等。样品在石墨炉中的化学处理四一种简单的减少干扰的方法，尤其在大量基体的样品中测定易挥发元素。本文介绍了石墨炉原子吸收法中干扰的种类及消除干扰的方法，其中主要讲了化学干扰（基体干扰）的消除方法。

二、石墨炉原子吸收中基体干扰的产生和消除干扰的方法

1 物理干扰及其消除方法

物理干扰是指试样在转移，灰化和原子化过程中，由于试样任何物理性质的变化而引起的原子吸收信号强度变化的效应。物理干扰属非选择性干扰。

物理干扰产生的原因

在石墨炉原子吸收中,试样溶液的性质发生任何变化,都直接或间接的影响原子阶级效率。如试样的粘度生生变化时，则影响吸喷速率进而影响雾量和雾化效率。试样的表面张力和粘度的变化，将影响雾滴的细度、脱溶剂效率和蒸发效率，最终影响到原子化效率。当试样中存在大量的基体元素时，它们在石墨管中蒸发解离时，不仅要消耗大量的热量，而且在蒸发过程中，有可能包裹待测元素，延缓待测元素的蒸发、影响原子化效率。

物理干扰一般都是负干扰，最终影响火焰分析体积中原子的密度。

2 光谱干扰及其消除方法

原子吸收光谱分析中的光谱干扰较原子发射光谱要少得多。理想的原子吸收，应该是在所选用的光谱通带内仅有光源的一条共振发射线和波长与之对应的一条吸收线。当光谱通带内多于一条吸收线或光谱通带内存在光源发躬垢非吸收线时，灵敏度降低且工作曲线线性范围变窄。当被测试液中含有吸收线相重叠的两种元素时，无论测哪一种都将产生干扰。

a光谱通带内多于一条吸收线

如果在光谱内存在光源的几条发射线,而且被测元素对这几种辐射光均产生吸收,这就产生干扰。也就是所谓的多重谱线干扰，以过渡元素较多。若多重吸收线和主吸收线波长差不是很小时，通过减小狭缝来克服多重谱线的干扰。但波长差很多小时，通过减小狭缝仍难消除干扰，并且可能使信噪比大大降低，此时需别选谱线。

ｂ光谱通带内存在光源发射的非吸收线

待测元素的非吸收线出现在光谱通带内，这非吸收线可以是待测元素的谱线，也可能是其它元素的谱线．此时产生的干扰使灵敏度降低和工作曲线弯曲。造成这种干扰的原因有几种：１具有复杂光谱的元素本身就发射出单色器难以分开的谱线；２多元素空芯阴极灯因发射线较复杂而存在非吸收干扰；３光源阴极材料中的杂质所引起的非吸收干扰；４光源填充的惰性气体的辐射线引起的非吸收干扰。克服这种干扰常用方法是减小狭缝宽度，使光谱通带小到步以分离掉非吸收线但使信噪比变坏。这时可以改用其它分析线，虽灵敏度较低，但允许较大的光谱通带，有利于提高信噪比。

3 电离干扰及消除方法

某些易电离的元素在火焰中电离而使参与原子吸收的基态原子数减少，导致吸光度下降，而且使工作曲线随浓度的增加向纵轴弯曲。元素在火焰中的电离度与火焰温度和该元素的电离电位有密切的关系。火焰温度越高，元素的电离电位越低，则电离度越大。因此电离干扰要发生于电离电位较低的石金属和碱土金属。另外，电离度随金属元素总浓度的增加而减小，故工作曲线向纵轴弯曲。提高火焰中离子的浓度、降低电离度是消除电离干扰的最基本途径。最常用的方法是加入消电离剂。一般消电离剂的电离位越低越好。有时加入的消电离剂的电离电位比待测元素的电离电位还高，但由于加入的浓度较大，仍可抑制电离干扰。利用富燃火焰也可抑制电离干扰，由燃烧不充分的碳粒电离，使火焰中离子浓度增加。利用温度较低的火焰，降低电离度，可消除电离干扰。提高溶液的吸喷速率也可降低电离干扰，原因是火焰中溶液量的增加，因蒸发而耗大量的热使火焰温度降低。此外，标准加入法也可在一定程度上消除某些电离干扰。

4 化学干扰

是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中，待测元素和其它组分之间化学作用而引起的干扰效应。它主要影响待测元素化合物的熔融、蒸发和解离过程。这种效应可以是正效应，增强原子吸收信号，也可以是负效应，降低原子吸收信号。化学干扰是一种选择性干扰，它不仅取决于待测元素与共存元素的性质，还和回话条件有关。化学干扰是石墨炉原子吸收分析中干扰的最主要来源，其产生的原因是多方面的。这里就不再讲座这个问题。我们主要讨论一下消除化学干扰的主要方法，由于化学干扰的复杂性，目前仍无一种通用的消除这种干扰的方法。需针对特定的样品、待测元素和实验条件进行具体的分析。主要采用的有以下几

种：

4.1加入释放剂

待测元素和干扰元素在火焰中稳定的化合物时，加入另一种物质使之与干扰元素反应，生成更挥发的化合物，从而使待测元素从干扰元素的化合物中释放出来，加入的这种物质叫释放剂。常用的释放剂有氯化镧和氯化锶等。采用加入释放剂来消除干扰，必须注意的是释放剂的加入量。另入一定量才能起释放作用，但有可能因加入过量而降低吸收信号。最佳加入量要通过实验来确定。

4.2加入保护剂

加入一种试剂使待测元素不与干扰元素生成难挥发的化合物，可保护待测元素不受干扰，这种试剂叫保护剂。保护剂的作用机理有三：一是保护剂与待测元素形成稳定的络合物，阻止干扰元素与待测元素形成难挥发化合物。二保护剂与干扰元素形成稳定的化合物，避免待测元素与干扰元素形成难挥发的化合物；三是保护剂与待测元素和干扰元素形成各自的稳定络合物，避免待测元素与干扰元素形成难挥发的化合物。需要指出的是使用有机保护剂，因有机络合物容易解离而使待测元素更易原子化。

4.2加入缓冲剂

于试样和标准溶液加入一种过量的干扰元素，使干扰影响不再变化，进而抑制或消除干扰元素对测定结果的影响，这种干扰物质称为缓冲剂。需要指出的是，缓冲剂的加入量，必须大于吸收值不再变化的干扰元素的最低限量。应用这种方法往往明显地降低灵敏度。

4.4采用标准加入法

首先说明的是，标准加入法只能消除“与浓度无关”的化学干扰，而不能消除“与浓度有关的化学干扰。但是由于标准加入法在克服化学干扰方面的局限性，因此在实际工作中必须检测标准加入法测定结果的可靠性。一般是通过观察稀释前后测量的结果是否一致来断定。

电热原子吸收光谱法以其固有的高灵敏度和选择性成为生物和环境样品中测定痕量元素最有效的方法之一.然而,问题在于分析样品由复杂和易变的材料组成.在一个脉冲加热的电热器中常常出现潜在的化学干扰的影响.这种化学干扰经常导致对原子吸收信号的印制.减少这种干扰的方法有:恒温炉,石墨平台,探针,电容放电加热或稳定温度平台炉—STPE,和塞曼背景校正消除石墨炉在加热过程中时间和空间的不等温性.样品在石墨炉中的化学处理是一种简单的减少干扰的方法,尤其在大量基体的样品中测定易挥发元素.以下便简述在石墨炉原子吸收中的化学处理(基体改进剂)及其应用。

5 基体改进剂

5.1基体改进技术

所谓基体改进技术，就是往石墨炉中或试液中加入一种化学物质，使基体形成易挥发化合物在原子化前驱除，从而避免待测元素的挥发；或降低待测元素的挥发性以防止灰化过程中的损失。随着研究和应用工作的深入和发展，基体改进剂在控制和消除背景吸收、灰化损失、分析物释放不完全、分析物释放速率的变