【木木西里—每日仪器】NO.D-04-015 原子荧光光谱仪

原子荧光光谱仪又可以称为原子荧光光度计，利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法。利用惰性气体作载气，将气态氢化物和过量氢气与载气混合后，导入加热的原子化装置，氢气和氩气在特制火焰装置中燃烧加热，氢化物受热以后迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，其基态原子的量比单纯加热砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素生成的基态原子高几个数量级。原子蒸气吸收特征波长的辐射之后，原子激发到高能级，激发态原子接着以辐射方式去活化，由高能级跃迁到较低能级的过程中所发射的光称为原子荧光。当激发光源停止照射之后，发射荧光的过程随即停止。原子荧光可分为 3类：即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光，其中以共振原子荧光最强，在分析中应用最广。

原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度，校正曲线的线性范围宽，能进行多元素同时测定。而且它能较容易地测定其它的分析方法不容易准确测定的砷、硒、铊、鍺、鎳、鎂等二十多种元素，而且它的精度高，配上自动记录装置，这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。

元素形态分析的主要手段是联用技术，即将不同的元素形态分离系统与灵敏的检测器结合为一体，实现样品中元素不同形态的在线分离与测定。

蒸气发生/原子荧光光谱法（VG/AFS）最大的优点是测定砷、汞、硒、铅和镉等元素有较高的检测灵敏度，且选择性好，又具有多元素检测能力的独特优势，而色谱分离（离子色谱或高效液相色谱）对这些元素是一种极为有效的手段。因此，两者结合的联用技术具有无可比拟的最佳效果。色谱分离与原子荧光光谱仪联用可获得高灵敏度优势外，原子荧光光谱仪采用非色散光学系统，仪器结构简单，制造成本低，仪器价格比AAS、ICP-AES、ICP-MS便宜。且原子荧光已具备有蒸气发生系统的专用仪器。因此，简化了仪器接口技术，以及消耗气体量较少，分析成本低，易于推广。离子色谱-蒸气发生/原子荧光光谱（IC-VG/AFS）和高效液相色谱-蒸气发生/原子荧光光谱（HPLC-VG/AFS）联用技术应用于砷、汞、硒元素形态分析发挥了重要作用。HPLC- AFS的联用不仅能进行元素的总量分析，更能实现元素的形态分析。建立高效液相色谱与原子荧光光谱的联用技术可以为环境样品和生物样品中的汞化合物和砷化合物的形态分析提供更可靠和方便的分析方法。

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下产生的荧光发射强度，来确定待测元素含量的方法。

气态自由原子吸收特征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能级跃迁到高能级经过约10-8s，又跃迁至基态或低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射，称为原子荧光。原子荧光分为共振荧光、直跃荧光、阶跃荧光等。

发射的荧光强度和原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比，式中：I f为荧光强度；φ为荧光量子效率，表示单位时间内发射荧光光子数与吸收激发光光子数的比值，一般小于1；Io为激发光强度；A为荧光照射在检测器上的有效面积；L为吸收光程长度；ε为峰值摩尔吸收系数；N为单位体积内的基态原子数。

原子荧光发射中，由于部分能量转变成热能或其他形式能量，使荧光强度减少甚至消失，该现象称为荧光淬灭。

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。现已有2O多种元素低于原子吸收光谱法的检出限。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。

干扰较少，谱线比较简单，采用一些装置，可以制成非色散原子荧光分析仪。这种仪器结构简单，价格便宜。

分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。

由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。