原子荧光光谱分析方法(AFS)是 20 世纪 60 年代中期提出并发展起来的光谱分析技术,是介于原子发射光谱法(AES)和原子吸收光谱法(AAS)之间的光谱分析技术,兼有原子吸收和原子发射两种技术的优点,是光谱之后发展起来的一种痕量和超痕量测试方法。
该方法具有灵敏度高、重现性好、线性范围宽和分析速度快等特点,同时又克服了兼有原子吸收和原子发射两种方法的一些不足之处。
原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光强度来测定待测元素含量的一种仪器分析方法,由于其采用的蒸气发生进样技术,使得待测的元素容易与基体分离,从而降低了基体干扰;样品在氩氢火焰中原子化,原子化效率很高而且背景较低。所以原子荧光分析技术主要有谱线简单、灵敏度高、检出限低、适合多种元素同时测定等优点。目前,原子荧光光谱分析方法已广泛应用于卫生检验、农业、冶金、地质、环保、医学等多个领域,因而开展原子荧光光度计的检定、校准工作是计量测试行业适应分析技术发展的必然要求。
按照 JJG 939- 2009《原子荧光光度计》国家计量检定规程的要求,以仪器测定砷、锑元素的性能作为其检定 / 校准指标。使用原子荧光光度计测定砷和锑的原理是:在酸性条件下,砷、锑和硼氢hua钾(或硼氢hua钠)与酸产生的新生态的氢反应,生成氢化物气体。以惰性气体(氩气)为载体,将氢化物导入电热石英炉原子化器中进行原子化。以砷、锑高强空心阴极灯作激发光源,使砷、锑原子发出荧光,荧光强度在一定范围内(元素浓度较低时)和砷、锑含量成正比。
1 原子荧光光谱法的优点
(1)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,20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。
(2)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。
(3)分析校准曲线线性范围宽,可达3个~5个数量级。
(4)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。
2 影响仪器灵敏度、精密度及线性等技术指标的因素
日常的检定和校准过程中,可能会由于一些常见小问题的疏忽而导致检测得出的仪器灵敏度、精密度及线性等技术指标的结果不理想,现简单归纳如下:
2.1 室温的影响
经稀释的砷、锑标准溶液少应放置 30 min。氰化误发生反应要受到温度影响,室温在 15℃~30℃之间为宜。
2.2 空白溶液荧光强度过高
在我们日常检定过程中,对样品空白溶液的荧光强度值一般要求在200 左右,但有时测量值可达 1 000 以上甚几千几万,造成这种原因有以下几种可能:
2.2.1 水中和酸中有污染
原子荧光光度计使用的水或酸不纯净,含有少量的被测元素,导致荧光强度增高。氢化物反应是在酸性介质中发生的,在 10%~20%的酸度范围内,仪器测量的相对标准偏差小于5%。由于仪器分析灵敏度高,测定时对试剂纯度的要求较高,特别是酸的纯度不高时,空白值会偏高,不稳定,从而导致工作曲线线性不理想。所以应特别注意,要使用优级纯盐酸,同时使用二次去离子水配制溶液,减少空白的污染。
2.2.2 负高压和灯电流过高
增大负高压和灯电流可以使灵敏度提高,但同时会使稳定性下降,因此在灵敏度可以满足要求时,要尽可能降低负高压和灯电流。一般是从 250 V开始向上调节负高压,高可到270 V;从 45 mA 开始向上调节灯电流,高可达到 60 mA。使空白荧光值在 200 左右。
3 仪器不稳定 重复性不好
空心阴极灯位置没调好将直接影响测定分析的灵敏度和重复性。两个空心阴极灯发出的光束应汇聚在原子化器石英炉的火焰中心,以激发产生的原子荧光。在测定锑、砷时,应尽量使用火焰的根部。原子化器的位置对仪器的灵敏度、稳定性影响很大。原子化器高度即炉高,它是指石英炉炉口距光电倍增管中心的距离,经验推荐值为 8 mm。炉高值增大,石英炉则下降。而硼氢hua钾溶液的浓度也影响仪器的稳定性,所以要尽量采用较低的硼氢hua钾溶液浓度。硼氢hua钾的水溶液不大稳定,并且浓度越稀越不稳定,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,又会急剧降低仪器检测的灵敏度,因为其会降低反应时的酸度,砷反应时所需还原剂硼氢hua钾溶液的浓度通常约为2%。并且硼氢hua钾溶液放入小于10℃的冰箱内多可保存2周。砷和锑的荧光强度会受许多因素的影响,尤其是光电倍增管的负高压和灯电流、反应介质等因素。在原子荧光光度计的检定、校准工作中,要根据具体情况,选择适宜的条件,尽量排除干扰,才能使仪器达到佳的检测水平。
若管道连接处有漏气,也会使仪器结果不稳定。在我们日常检定工作中,先要检查气液分离系统中管道连接处仪器背面氩气管道气嘴接口处是否有漏气,检查水封中的水是否够,如果水封中没有水或水不够,氢化物气体就会从加水口漏掉,从而影响仪器的稳定性。
通过对原子荧光光度计各项指标及校准方法的了解,我们可以看到,只掌握普通的校准方法难以满足当今社会发展的需求,所以我们要不断学习、了解的仪器及其性能,从而更好地为计量事业服务。
铅(Pb),是多系统、多亲和性的重金属性的毒物,主要试嗜胎盘和嗜神经性毒物,铅在体内任何痕量的存在即会造成伤害,如达到一定浓度,还会对儿童大脑造成不可逆转的损害。血铅值反映近期铅的摄入量,常作为体内暴露水平的重要指标。世界卫生组织(WHO)规定了各类人群的血铅生物阈限值,儿童为100ug/L。目前国家未见推荐方法,1999年,卫生部颁布了.标准编号为WS/T174-1999血铅的酸脱蛋白──石墨炉原子吸收光谱法,我们参照此方法并改用10%(V/V)硝酸去除血中蛋白,再根据血样粘稠进样时容易飞溅等特点,设置了石墨炉程序升温,分两步干燥,解决了血样容易飞溅的难题。为评估方法的准确性,进行了忙样分样,结果满意。样品的回收率为86%-103%,相对标准偏差RSD=4.19%。
1实验部分
1.1方法原理
全血经10%HNO3容血和去血蛋白质后,充分振荡高速离心沉淀。取上清液用石墨炉原子吸收光谱测定铅含量。
1.2仪器和试剂
1.2.1AA-1800原子吸收光谱仪,铅空心吸收灯。
1.2.2血铅标准储备液
浓度分别为38ug/L、112ug/L、284.2ug/L、385.7ug/L,(中国预防医学科学院环卫所)。
1.2.3 1.5ml带盖聚乙烯离心管。
1.2.4 液体高速混合器。
1.2.5 高速台式离心机。
1.2.6 10%(V/V)硝酸,取10mL高纯硝酸用纯水稀释到100L。
1.2.7 25、50、1000ul可调微量加样器。
1.2.8 仪器工作条件
pb测定波长283.3nm,灯电流3mA,光谱带宽0.2nm,保护气:氩气。氘灯扣除背景。
1.3 标准曲线制作
各取50uL铅标准储备液管内壁呈环状加入事先已装有300uL10%HNO3的1.5带盖聚乙烯
管中,这时浓度被稀释7倍,标准系列浓度分别为:0.0ug/L5.43ug/L16.0ug/L40.6ug/L55.1ug/L。立即置高速液体旋涡混合器混匀30/s,放置30min后以1000rpm速度离心10min,取上清液20ml进样,测定吸光值,绘制浓度──吸光度标准曲线,回归方程:y=3.394×10-3X+0.0103r=0.9992,线性范围5ug/L-100ug/L
1.4 样品测定
取50uL抗凝血同标准曲线制作,然后取上清液20uL进行石墨炉分析,从标准曲线中查出对应浓渡,乘以稀释倍数 即得血中铅含量。
2 结果与讨论
2.1升温程序
由于样品的粘度较大,干燥时容易飞溅,我们将其分为两步干燥,并将第二部干燥时间相应延长,解决了容易飞溅。
表1石墨炉升温程序
程序起始温度(℃)终止温度(℃)时间(s)气体
干燥60 120 25 打开
干燥120 130 20 打开
灰化130 450 20 打开
灰化450 450 10 打开
灰化450 450 6 关闭
原子化2000 2000 4 关闭
清楚 2300 2300 3 打开
2.2精密度和回收率实验
取血样重复测定6次,并添加标样测定回收率,结果见表2和表3
表2精密度实验结果(n=6)
血样值(µg/L)测定值(µg/L)S RSD(%)
10.8 11.2 11.3 0.45 4.19
10.2 10.3 10.7
表3回收率实验结果
血样本底加标量测定次数回收率平均回收率
(µg/L)(µg/L) (n) (%) (%)
20.4 20 5 86.2-103.5 92.4
2.3盲样的测定
我们用此法测定了中国医科院环卫所提供的质控样,结果见表4和表5。两组质控样经统计学处理,其质空评估值Q<[1],表明整体操作存在误差较小,测试结果合格。
表4质控实验结果
质控样代号 测试值(µg/L) 真值(µg/L)
p1 116.4 118
p2 148.5 147
p3 318.2 314
p4 182.2 191
p5 80.8 87
环卫所提供
表5质控样结果
质控代号 测试值(µg/L) 真值(µg/L)
1 102.8 110
2 194.4 280
3 22.3 20
4 47.2 48
5 345.2 362
6 162.5 157
环卫所提供
2.4 样品的稳定性
通过实验,血羊经处理后2h稳定,因血液成分较为复杂,超过两小时后,结果不稳定,所以血样处理后应尽快测定。
3 小结
本文通过对去蛋白 石墨炉测定血铅方法的探讨摸索,根据本实验条件对实验条件进行了改进,证明本法具有快速准确灵敏度高等特点,加之用血量少,手指血或耳垂即可,儿童易于接受,很适用于大面积测定儿童血铅含量。
谈谈分光光度计使用注意事项
1、光度计灯源寿命有限,若长时间不测量,应通过UVProbe软件断开连接(点击“Disconnect”),然后关闭光度计电源。
2、使用分光光度计时要保证样品室干净,小心放入样品,放入比色皿前一定要先用滤纸和擦镜纸将比色皿外表面擦干净,不要污染样品池和光度计外表面。
3、仪器自检和扫描的过程中,不要打开样品室盖。
4、软件不会自动保存数据,所有的数据要保存都必须点击“Save”或者“SaveAs”进行另存。否则数据会丢失。
5、认真填写贵重仪器使用记录。
以上是分光光度计操作规程,此外,我公司主营数显恒温振荡器,大型摇床,石英亚沸高纯水蒸馏器,台式电动离心机,可调高速匀浆机,磁力搅拌器,氮吹仪,采样器等多种仪器。如果您对我们的产品感兴趣的话,欢迎联系我们。