原子荧光光谱测定中干扰因素的探讨

李东俊

（河南省周口水文水资源勘测局 周口 466000）

原子荧光光谱测定中干扰因素的探讨

李东俊

（河南省周口水文水资源勘测局 周口 466000）

原子荧光光谱仪逐步进入环境样品监测、卫生防疫、食品卫生检验、药品检验、城市给排水检验、化妆品检验、环保等领域的监测领域，其以谱线简单、灵敏度高、检出限低、适用于多元素同时分析的优点得到广泛的应用。在实际监测过程干扰因素是大家讨论的热点问题，本文对原子荧光光谱法测定中干扰问题进行了分析和探讨。

双道原子荧光 汞 漂移 波动

原子荧光光谱法（AFS）是原子光谱法中的一个重要分支。由于原子荧光光谱法具有谱线简单、灵敏度高、检出限低、适用于多元素同时分析的优点，广泛应用于水环境监测、卫生防疫、食品卫生检验、药品检验、城市给排水检验、化妆品检验、土壤饲料肥料检验、临床医学样品检验、农产品检验、地质普查、冶金样品、教学研究、环保等领域。然而干扰原子荧光光谱法测定的因素很多，包括光源漂移和波动、试剂、气源等。本文以北京吉天仪器有限公司生产的AFS-920为例，针对各种干扰因素加以分析探讨。

1 汞灯漂移与波动

光源是原子荧光光谱仪中的一个重要部分，其光强的稳定性直接影响着仪器测量结果的稳定性和准确性。目前在国内外生产的原子荧光光谱仪中，均以空心阴极灯作为光源，空心阴极灯稳定性优于无极放电灯，但是空心阴极灯尤其是汞灯，随环境温度的变化其光强度变化很大，且为非线性变化。因此，光源的不稳定成了进一步提高仪器性能指标的一个瓶颈。这是由于汞元素灯的阴极材料本身的物理性质导致的，如果单次测量时间过长，由于光源的漂移，随着时间的的推移，样品空白、样品含量也会增大。

1.1 预热时间

仪器的光源，一般都需要开机预热，才能达到热平衡状态，仪器才能稳定。可以采取大电流预热，小电流实测。原子荧光光度计也不例外。仪器自动空载运行20min左右，或更长时间，来预热元素灯，有些仪器不运转元素灯起不到预热作用，有些仪器开机点亮元素灯就可以预热元素灯。因为前20min之内，汞灯是不稳定的，是波动的，一般空载做30个样品左右，大约20min左右，汞灯才开始趋于稳定。这时汞元素灯波动较小，但随着时间的推移，漂移会越来越大，且非线性。

1.2 温度、湿度

原子荧光分光度计是比较精密的仪器，外部工作环境对其有很大的影响，尤其是温度、湿度、电源等是影响氢化反应的重要因素。温度对仪器的稳定性有很大影响，低温环境需要更长的预热时间。温度过低，氢化反应的速度、效率降低，测量稳定性变差，易产生波动；温度过高则氢化反应加剧，样品不稳定，仪器容易漂移过大，且还原剂易分解，同样会导致测量的稳定性变差，引起波动。湿度过大，会引起散射干扰，引起波动，还会造成荧光猝灭导致荧光信号降低。另外，分析仪器的供电电压其充许波动范围在198～242V之间，过高或过低的供电电压都会影响测量的稳定性，仪器周围无强磁场，无大功率用电设备。仪器的工作温度15℃～30℃，湿度≤75%。

2 试剂

原子荧光分析方法对所用试剂的纯度有着严格的要求，实验室所用的气源、水、各种试剂，在实验过程中所用的试剂必须保证不含或少含被测元素及干扰元素。

2.1 水

原子荧光分析方法对所用的水的纯度建议使用阻值在18MΩ以上的纯净水。

2.2 酸

实验所用的酸均应是优级纯或更高纯度的酸，因为这些酸中常含有杂质（砷、汞、铅等），不同程度含有可检测的元素，会产生背景干扰，在实验当中，必须采用较高纯度的酸。按标准空白的酸度在仪器上进行测试，选用荧光强度较低的酸。

2.3 其他试剂

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在实验中用到的其他试剂，如硫尿、抗坏血酸、盐酸氢氨、溴酸钾、溴化钾、硼氢化钾，一般选用优级纯试剂，而硼氢化钾要求用优级纯，其含量要≥95%。在氢化物—原子荧光分析实验中，不仅要考虑试剂的纯度，还要考虑到试剂中干扰元素的含量对实验的影响。

3 气源

原子荧光分析方法所用的载气可用氮气或氩气，因为氩气灵敏度优于氮气，气路系统多采用氩气。氩气的纯度要求99.99%以上，纯度不高不仅会造成空白值偏高，且会使仪器稳定性变差。

4 仪器污染

原子荧光光度计是用来进行痕量分析的仪器，如果进行了含量很高的样品测试，势必会造成仪器的污染。汞吸附力强，要用载流清洗至接近标准空白，否则对后续的测试影响较大。应尽量将含量高的样品进行稀释后测量，如果进行了高含量样品的测量，要立即清洗系统的管道和原子化器。由于仪器长时间运行，原子化器的石英炉芯会有固体结晶，取下来在硝酸洗液中浸泡，冲冼干净后重新安装。

5 干扰的消除

汞灯的漂移分为以下几种情况。第一种漂移：将灯拔掉或用纸板挡住A、B道灯透镜，不进样，空启动，看仪器本底荧光强度是否有漂移，如有，则为仪器本身的热漂移；第二种漂移：加灯，不进样，空启动，看仪器荧光强度是否有漂移，如有，则为所对应的那道灯产生的漂移；第三种漂移：让仪器进样，实际测量，看仪器荧光强度是否有漂移，如有，则有可能其他原因引起的漂移。

5.1 斜率校正法

部分仪器公司生产的系列原子荧光仪器中，系统软件中有一项功能“斜率校正”，其校正依据是假设光源的漂移导致标准曲线的斜率发生漂移，通过重测空白和某单点浓度，一般是原标准曲线的中间点，来重新拟合标准曲线，比较新旧两条标准曲线漂移量，按所测样品的个数比例校正斜率漂移量，然后用校正后的斜率对应的标准曲线来重新计算已测的样品的浓度。这种斜率校正法，斜率校正时间不能太长，一般做二三十个样品就需要校正一次。但时这种校正方法误差较大，除非光源漂移太大，一般情况下不建议使用此方法。

如果单次测量样品个数过多，单次测量时间过长，汞元素随着时间的推移，漂移量会越来越大，为了减少汞元素灯漂移带来的误差，可先做一个样品空白，作为“样品空白1”，隔20个样品左右，再做一个样品空白，作为“样品空白2”。前1～20的样品属性的样品空白选“样品空白1”，21～40的样品属性的样品空白选“样品空白2”，依次类推。这样可以有效地减少漂移带来的误差。

5.3 外加装置减少漂移与波动

部分从事原子荧光光谱研发的厂家，也生产许多外加装置，可以有效地减少漂移与波动带来的误差。目前有一种汞元素灯稳定装置，包括位于汞元素灯外覆盖外的加热器，在加热器与汞元素灯之接触的一面设置的测温装置和与测温装置连接的控温表。该装置将汞元素灯恒定在一定温度下，解决了汞元素灯单向漂移的缺点，还显著提高了汞元素灯的强度。

5.4 双光束双检测器扣除光源漂移和波动

目前，国内原子荧光仪器研制无论技术水平还是生产规模，在我国原子荧光行业都处于领先地位，国内的一些先进的原子荧光厂家，在一些新型原子荧光光谱仪中，采用原子荧光双光束双检测器技术，克服了光源的漂移和波动，提高了仪器的稳定性和可靠性。在实际的检测过程中，光源的漂移既不是线性的，也不是单向的，而双光束双检测器有效地消除光源的漂移，又能实时反映出样品测量过程中光源脉动，很好地克服了原子荧光光谱仪中光源的不稳定性■