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原子荧光光度计中常见的七大故障及排除方法 光度计维修保养

时间:2020-06-01    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

点火问题

在分析工作中,经常会碰到部分仪器点火线圈不亮,无法正常点火。首先要检查点火炉丝是否正常,如炉丝断则需要更换炉丝,如炉丝亮但点不燃火焰,就需要检查燃气或控制阀,检查炉丝与炉芯的位置是否合适,排除这些故障后仪器可正常点火。

无信号强度

在仪器检定过程中,经常遇到仪器测量标准溶液后无响应荧光强度。遇到此类问题,首先,应该检查静态光源,检查元素灯是否点亮。若仪器灯能量正常,说明仪器电路部分正常,则需要进一步检查反应系统或原子化系统。检查仪器泵管松紧是否合适,管道有无堵塞破裂。如出现上述情况,试剂没有进系统,仪器没有发生氧化还原反应,则不会产生信号。更换管道,调整泵管松紧可以解决此问题。

检定标准溶液的酸度或还原剂浓度不够,不能生成被测元素的氢化物,无法正常原子化也会造成仪器无响应荧光强度,这就需要检查配置标准溶液所使用的酸和还原剂浓度。

仪器灵敏度低

在检定过程中,由于要检定仪器的测量线性及检出限,需要在仪器上测量0.0 ng/mL、1.0 ng/mL、5.0 ng/mL、10.0 ng/mL砷锑混合标准溶液的线性。重复测量3次,记录荧光强度值,按照线性回归计算斜率b,再对空白溶液连续进行11次荧光强度测量,计算其标准偏差,然后计算仪器的检出限QL。JJG939-2009《原子荧光光度计检定规程》要求仪器检出限为0.4 ng。检定中经常碰到仪器灵敏度低,调整仪器的灯电流和负高压后仍无法达到检定规程的要求,这就需要排查解决灵敏度低的问题。

首先检查炉丝是否老化,必要时更换炉丝,然后检查原子化器位置是否偏移造成焦距的变化而影响仪器的灵敏度。调光不好,焦距不在炉芯中心也会造成仪器灵敏度低,这就需要重新调整炉芯和光路位置。载气流量低,排废太快,载流管或毛细管变形或折弯等原因,都会造成标准溶液无法正常原子化而导致仪器灵敏度降低,这就需要检查仪器的进样系统,有必要时需更换仪器进样系统管路。在检定过程中,经常碰到仪器所使用的氩气纯度不够而造成仪器灵敏度降低,更换高纯度氩气后可解决此问题。所选用元素灯的强度也会对仪器的灵敏度造成影响,在仪器灵敏度较低时需要更换元素灯。

仪器信号不稳定

可以降低仪器的灯电流和负高压后信号值,如果还是不稳定,这时需要检查仪器所处的环境是否有强光干扰,仪器的检测窗口若有强光照射,会引起仪器荧光信号不稳定,这就需要遮光进行检定。然后观察仪器的火焰是否跳动,若有明显跳动则检查仪器抽排风口是否抽力太大,有气流影响而造成仪器火焰不稳定。

排除上述问题后,仪器信号仍不稳定,就需要检查仪器的水封、废液管,水封和废液管不畅会导致水分进入原子化器,造成仪器信号不稳定。这需要重新调整仪器的水封和废液管位置。在检定中碰到仪器载流过大而造成仪器信号不稳定,需要降低载气流速。经过以上排查过程,基本可以保证仪器测量的信号稳定。

测量空白高

对于荧光仪在使用过程中出现空白偏高的现象,可能有载流的问题,空白溶液的问题,管道和管路污染问题等,在日常检定过程中,通过调整灯电流和负高压将测量仪器载流的荧光强度值保持在200左右,而有部分仪器的载流空白强度值达到了1000左右,这影响了仪器的线性测量。而这类问题大都因为试剂问题,如盐酸等。由于检定用标准溶液需要现场配置,对配置溶液所用的容量瓶、移液管等玻璃量器也要清洗干净,降低对仪器测量结果的影响。而当载流、标样、样品的荧光值为零,甚至为负数时,应首先确认光源、蠕动泵是否能正常工作,还要确认泵管是否卡到合适的位置、载流和还原剂通路是否顺畅等,确认仪器内部的气液分离装置通往原子化器的管路是否堵塞。对于标样荧光值与以往测定值差异大,应首先确认标样配制无误,然后确认元素灯是否安装至正常位置,还要检查还原剂浓度是否过低,夏天建议每半天就要重新配置还原剂。

基线漂移或噪音

稳定的基线应该是一条直线,保持基线平稳,是进行分析的基本的要求。如做载流空白时,有时会出现基线上漂、下漂、脉冲或呈梯度现象,这样会影响对光谱峰的准确判定。其原因可能是:

仪器本底荧光强度有漂移、光源不稳定、电源不稳定、载流或还原剂不干净、管路或石英管脏等。对于本底荧光强度漂移,可以空启动仪器不进样,确认是哪个通道的灯不稳定产生的,也可实际测量,看仪器荧光强度是否有漂移,如有,则有可能是由泵管的疲劳引起的漂移,但泵管疲劳的确认是在排除光源和本底漂移后方可判定。对于载流或还原剂不干净、管路或石英管脏等问题,应彻底冲洗仪器管路及流路系统。还应配备稳压电源。对于出现噪音现象,可能是仪器还没稳定,气路不稳定、灯预热的时间不够、环境温度变化幅度大等,实验中应注意这些问题。

荧光值普遍偏低

当荧光值普遍偏低时,应确认氩气压力是否满足测定要求,其次要确认原子化器中的石英炉芯是否干净或是否堵塞,冬天要保持室温在25℃左右,温度过低荧光值会普遍偏低。

处理方式有:打开主机盖,调整元素灯至合适的位置,如果是测汞,可以更换一级气液分离器出气口到二级气液分离器之间的毛细管(毛细管中潮湿容易照成汞吸附在管壁,从而荧光值偏低),来改善荧光强度。仪器进样管路密封性必须良好,否则会导致检测结果偏低。排除废液的泵要调节到合适的程度,泵管压块压的过紧,容易导致泵管提早老化,过松会导致废液不能及时排出,多余的废液会从气液分离器顶端的出气口反冲到二级气液分离器中,废液会溢出到炉腔中如不及时清理会腐蚀炉腔,过多的废液还有可能喷到原子化气中造成石英炉芯炸裂。另外抽风口的风力过大,会照成仪器不稳定,有可能会导致检测结果偏低。(使用该仪器时发现石英进样针极易损坏,为了避免进样针损坏,在测试结束后先取下进样针放在载流瓶内,然后再取下载流槽倒掉多余的酸液,清洗载流槽,在下次开机测试前重新装回进样针。)另外,每次更换元素灯必须要重新聚焦。应该每隔2个月将仪器的所有配件卸下,进行彻底地清洗,烘干后再重新安装使用。

    分光光度计计采用一个可以产生多个波长的光源,通过系列分光装置,从而产生特定波长的光源,光源透过测试的样品后,部分光源被吸收,计算样品的吸光值,从而转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。    分光光度计的基本工作原理    分光光度计的基本工作原理是基于物质对光(对光的波长)的吸收具有选择性,不同的物质都有各自的吸收光带,所以,当光色散后的光谱通过某一溶液时,其中某些波长的光线就会被溶液吸收。在一定的波长下,溶液中物质的浓度与光能量减弱的程度有一定的比例关系,即符合比尔定律。    T=I/Iolg(Io/I)=εcb    式中,T为透过率,Io为入射光强度,I为透射光强度,A为消光值(吸光度),ε为吸收系数,b为溶液的光径长度,c为溶液的浓度。从以上公式可以看出,当入射光、吸收系数和溶液厚度一定时,透光率是根据溶液的浓度而变化的。

原子吸收分光光度计选型指南

  一、原子吸收分光光度计的原理、结构以及应用范围

  1、原子吸收分光光度计的原理:利用待测元素的共振辐射,通过其原子蒸汽,测定其吸光度的装置称为原子吸收分光光度计。原子吸收分光光度计又称原子吸收光谱仪,根据物质基态原子蒸汽对特征辐射吸收的作用来进行金属元素分析。它能够灵敏可靠地测定微量或痕量元素。元素被加热原子化,成为基态原子蒸汽,对空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收。在一定浓度范围内,其吸收强度与试液中被测元素的含量成正比。其定量关系可用郎伯-比耳定律,A=-lgI/=-lgT=KCL,式中I为透射光强度;Io为发射光强度;T为透射比;L为光通过原子化器光程(长度),每台仪器的L值是固定的;C是被测样品浓度;所以A=KC。

  2、原子吸收分光光度计的结构介绍

  原子吸收分光光度计有单光束,双光束,双波道,多波道等结构形式。其基本结构一般有四大部分组成,即光源(单色锐线辐射源)、试样原子化器、单色仪和数据处理系统(包括光电转换器及相应的检测装置)。原子化器主要有两大类(见段落下文),即火焰原子化器和电热原子化器。火焰有多种火焰,目前普遍应用的是空气—乙炔火焰。电热原子化器普遍应用的是石墨炉原子化器,因而原子吸收分光光度计,就有火焰原子吸收分光光度计和带石墨炉的原子吸收分光光度计。前者原子化的温度在2100℃~2400℃之间,后者在2900℃~3000℃之间。

  火焰原子吸收分光光度计,利用空气—乙炔测定的元素可达30多种,若使用氧化亚氮—乙炔火焰,测定的元素可达70多种。但氧化亚氮—乙炔火焰安全性较差,应用不普遍。空气—乙炔火焰原子吸收分光光度法,一般可检测到PPm级(10-6),精密度1%左右。国产的火焰原子吸收分光光度计,都可配备各种型号的氢化物发生器(属电加热原子化器),利用氢化物发生器,可测定砷(As)、锑(Sb)、锗(Ge)、碲(Te)等元素。一般灵敏度在ng/ml级(10-9),相对标准偏差2%左右。汞(Hg)可用冷原子吸收法测定。火焰原子化法的操作简便,重现性好,有效光程大,对大多数元素有较高灵敏度,因此应用广泛。缺点是:原子化效率低,灵敏度不够高,而且一般不能直接分析固体样品。

  石墨炉原子吸收分光光度计,可以测定近50种元素。石墨炉法,进样量少,灵敏度高,有的元素也可以分析到pg/mL级。原子化效率高,在可调的高温下试样利用率达100%,灵敏度高,试样用量少,适用于难熔元素的测定。缺点是:试样组成不均匀性的影响较大,测定精密度较低,共存化合物的干扰比火焰原子化法大,干扰背景比较严重,一般都需要校正背景。

  3,原子吸收分光光度计的应用

  原子吸收光谱分析现已广泛用于各个分析领域,主要有四个方面:理论研究;元素分析;有机物分析;金属化学形态分析。

  a、在理论研究方面的应用

  原子吸收可作为物理或物理化学的一种实验手段,对物质的一些基本性能进行测定和研究,

  另外也可研究金属元素在不同化合物中的不同形态。

  b、在元素分析方面的应用

  原子吸收光谱分析,由于其灵敏度高、干扰少、分析方法简单快速,现巳广泛地应用于工业、农业、生化、地质、冶金、食品、环保等各个领域,目前原子吸收巳成为金属元素分析的强有力工具之一,而且在许多领域巳作为标准分析方法。如化学工业中的水泥分析、玻璃分析、石油分析、电镀液分析、食盐电解液中杂质分析、煤灰分析及聚合物中无机元素分析;农业中的植物分析、肥料分析、饲料分析;生化和药物学中的体液成分分析、内脏及试样分析、药物分析;冶金中的钢铁分析、合金分析;地球化学中的水质分析、大气污染物分析、土壤分析、岩石矿物分析;食品中微量元素分析。

  c、在有机物分析方面的应用

  利用间接法可以测定多种有机物。8-羟基喹啉(Cu)、醇类(Cr)、醛类(Ag)、酯类(Fe)、酚类(Fe)、联乙酰(Ni)、酞酸(Cu)、脂肪胺(co)、氨基酸(Cu)、维生素C(Ni)、氨茴酸(Co)、雷米封(Cu)、甲酸奎宁(Zn)、有机酸酐(Fe)、苯甲基青霉素(Cu)、葡萄糖(Ca)、环氧化物水解酶(PbO、含卤素的有机化合物(Ag)等多种有机物,均通过与相应的金属元素之间的化学计量反应而间接测定。

  d、金属化学形态分析中的应用:

  通过气相色谱和液体色谱分离然后以原子吸收光谱加以测定,可以分析同种金属元素的不同有机化合物。例如汽油中5种烷基铅,大气中的5种烷基铅、烷基硒、烷基胂、烷基锡,水体中的烷基胂、烷基铅、烷基揭、烷基汞、有机铬,生物中的烷基铅、烷基汞、有机锌、有机铜等多种金属有机化合物,均可通过不同类型的光谱原子吸收联用方式加以鉴别和测定。

  二、原子吸收分光光度计如何选型,如何配置?

  在原子吸收分光光度计的选择上,我们首先要选定主要是用哪一种方法去做金属元素的含量测定,然后根据测定方法去确定原子吸收分光光度计的配置。如何了解我们需要使用的方法是什么呢?有以下几点必须注意:

  步骤一:首先有明白您需要检测的元素种类是什么,原子吸收主要用来检测的元素种类是微量/痕量金属元素及很少种类的非金属元素,搞明白了需要检测的元素种类是什么之后就可以根据以下的原则来选择型号了:

  1、普通火焰法可以检测的元素有(即简单的标准配置/单火焰型):锂、钠、镁、钾、钙、铬(gè)锰、铁、钴、镍(niè)铜、锌、镓(jiā)锗(zhě)砷(shēn)硒(xī)铷(rú)锶(sī)钼(mù)锝(dé)钌(liǎo)铑(lǎo)钯(bǎ)银、镉(gé)铟(yīn)锡、锑(tī)碲(dì)铯(sè)锇(é)铱(yī)铂(bó)金  (tā)铅(qiān)铋(bì)

 

  2、如果您除了以上元素还有其他元素可以对应的选择以下的附件:

 

  a、氢化物发生器:用于检测低熔点元素,砷(shēn)硒(xī)汞(gǒng)为必须使用。

 

  b、富氧装置:元素铍(pí)钡(bèi)为必须使用

 

  c、石墨炉:石墨炉主要用于检测高熔点元素和元素的痕量分析,必须使用石墨炉的元素(高熔点元素):铝(lǚ)硅(guī)钪(kàng)钛(tài)钒(fán)钇(yǐ)锆(gào)铌(ní)镨(pǔ)钕(nǚ)钷(pǒ)钐(shān)铕(yǒu)钆(gá)铽(tè)镝(dī)钬(huǒ)铒(ěr)铥(diū)镱(yì)镥(lǔ)钍(tǔ)铀(yóu)镧(lán)铈(shì)铪(hā)钽(tǎn)钨(wū)

 

  步骤二:其次要搞明白您需要检测的元素大约含量是多少,原子吸收主要用来检测的元素种类是微量/痕量金属元素及很少种类的非金属元素,如果您的含量很高(数值达到常量)则建议选择其他仪器,搞明白了需要检测的元素种类大约含量是多少之后就可以根据以下的原则来选择型号了。

 

  a、如果您需要检测的样品的含量在PPM级别上,且不含高熔点元素,则选配标准配置/单火焰型即可。

 

  b、如果您需要检测的样品的含量在PPB级别上,则需要选配带石墨炉的型号,这里强调的一点是,除了砷(shēn)硒(xī)汞(gǒng)等个别的低熔点元素以外,其他的元素(也包含普通火焰法检测的元素)也都可以用石墨炉来检测;在实践中石墨炉用来检测高熔点元素,和其他的含量在PPB级别上的元素。

 

  步骤三:如果您参照前2章选择了普通火焰法的型号之后,您还要注意一个问题即您以后检测元素扩展的种类问题,如果您以后可能增加的元素种类都是普通火焰法可以检测的,那么没有什么问题,您以后只需买只需要检测元素的空心阴极灯即可;如果您以后可能增加的元素种类都是需要用石墨炉法才可以检测的,那么在您选择型号的时候就需要考虑采购有石墨炉接口的设备,以备以后加配石墨炉系统可满足要求。

 

  三、目前主流品牌与型号推荐(进口):

  1、热电公司(ThermoElectronCorporation),现为赛默飞世尔科技公司。赛默飞世尔科技(ThermoFisherScientific是全球科学服务领域的。热电的M6称得上是进口原子吸收光谱仪的杰出代表。

 

  2、PE公司(铂金埃尔默公司),PERKINELMER是世界上大的分析仪器生产制造商之一,PERKINELMER公司生产多种化学分析仪器,包括:原子吸收光谱仪、等离子体发射光谱仪、等离子体质谱仪、傅立叶变换红外光谱仪、近红外傅立叶变换拉曼光谱仪、傅立叶变换近红外光谱仪、紫外/可见/近红外光谱仪、旋光仪、荧光/磷光/发光光谱仪、多空板荧光/紫外分析仪、热分析仪、元素分析仪、超微量电子天平、气相色谱仪、顶空进样器、自动热脱附仪、气相色谱-质谱仪、工程气相色谱仪、便携式和微型气相色谱仪、液相色谱仪等分析仪器,以及GC-FTIR、TGA-FTIR、HGA-ICP-MS、GC-MS等联用仪

 

  3、日本岛津公司:日本岛津公司是一家的分析仪器公司,产品齐全,因性价比高而收到中国用户尤其是公司企业用户的青睐。岛津原子吸收分光光度计AA-6880series、岛津原子吸收分光光度计AA-7000都是市场上常用的型号。

 

 

  四、原子吸收分光光度计日常维护与其它注意问题:

 

  1、空心阴极灯的维护

 

  a、空心阴极灯如长期搁置不用,会因漏气,气体吸附等原因不能正常使用,甚至不能点燃,所以每隔2~3个月应将不常用的灯点燃2~3小时,以保持灯的性能。

 

  b、空心阴极灯使用一段时间以后会衰老,致使发光不稳,光强减弱,噪声增大及灵敏度下降,在这种情况下,可用激活器加次激活,或者把空心阴极灯反接后在规定的大工作电流下通电半个多小时。多数元素灯在经过激活处理后其使用性能在一定程度上得到恢复,延长灯的使用寿命。

 

  c、取装元素灯时应拿灯座,不要拿灯管,以防止灯管破裂或通光窗口被沾污,导致光能量下降。如有污垢,可用脱脂棉蘸上1+3的无水乙醇和乙迷混合液轻轻擦拭以予清除。

 

  2、氘灯的维护:不要在氘灯电流调节器处于很大值时开启氘灯,以免因大电流的冲击而影响使用寿命。使用氘灯切勿频繁启闭,以免影响其使用寿命。

 

  3、使用原子吸收过程中充分利用样品的浓缩和高倍稀释问题:当你的样品稍微低于原子吸收检出线的时候,可以选择用蒸发试样里面水分的方法来提提高浓度,以达到仪器的检测要求;相反则可以选择用高倍稀释试样的方法来提降低浓度,以达到仪器的检测要求;无论是浓缩还是高倍稀释对试验人员造成了较高的要求,不要作为常法使用,只



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