氢化物蒸气发生-原子荧光讲义共42页

谷物化学与品质分析饲料中硒的测定 氢化物发生原子荧光法肖学彬(国家粮食局成都粮食储藏科学研究所 610031)摘 要 采用AFS-920型原子荧光光度计进行饲料微量硒的测定。

选择最佳的仪器条件,进行样品处理方法及酸度、干扰离子的研究,做了方法的检出限、精密度、加标回收率等方法学的研究。

实验结果表明:本方法准确性好,灵敏度高,操作简便,便于推广。

关键词 硒 饲料 氢化物发生原子荧光法硒是动物体必需的微量元素,缺硒会明显影响繁殖性能,加重缺碘症状,并降低机体免疫力;相反,动物摄入过量可引起硒慢性或急性中毒。

而饲料则是动物体获取硒的主要来源之一,因此准确测定动物饲料中的硒对动物饲养安全具有重要意义。

目前硒的测定方法有:比色法、电化学法、气相色谱法、中子活化法、荧光法、原子吸收分光光度法等。

比色法灵敏度较低,试剂也不稳定;电化学法干扰严重;气相色谱法与分子荧光法的灵敏度和选择性较好,但操作繁琐,试剂需进口且对人体有害;中子活化法所需的设备较昂贵,一般实验室难以具备;氢化物原子吸收法灵敏度高,但线性范围较窄,样品用量较大。

本文采用氢化物原子荧光法测定饲料中的硒,准确性好,操作简便。

1 主要仪器与试剂1.1 主要仪器M DS-6型温压双控密闭微波溶样系统,ECH -1电子控温电热板(上海生产),AFS-920型原子荧光仪(北京生产),特制编码硒空心阴极灯。

1.2 试剂和材料本方法所用试剂纯度均为优级纯,测定用水为去离子水。

常规试剂:浓硝酸、浓盐酸、双氧水;5.0%盐酸溶液;5.0%硫脲+ 5.0%抗坏血酸混合液;载气:氩气;还原剂:1.0%硼氢化钾+0.2%氢氧化钾,临用时现配。

载流5.0%盐酸+ 1.0%硫脲+ 1.0%抗坏血酸,临用时现配。

饲料样品:大鸭料、乳猪料、鱼饲料、蛋鸡料各一份。

标准物质:茶叶(GBW07605,国家标准物质研究中心)。

硒标准储备液:1mg/mL (国家标准物质研究中心)。

硒标准使用液:准确吸取一定量的硒标准储备液,用5.0%盐酸溶液逐级稀释,最后加入10mL5.0%硫脲+ 5.0%抗坏血酸混合液并用5.0%盐酸溶液稀释成10.0 g/L的硒标准使用液50mL,摇匀,静置30min后测定。

原子荧光法与氢化物发生—原子荧光光谱法【摘要】氢化物发生-原子荧光光谱法是在原子荧光的基础上发展起来的，本文对于两种方法原理做了一个简单的比较，侧重于参数设置的描述及注意事项。

【关键词】原子荧光法；氢化物发生-原子荧光光谱法；参数设置描述1 原理比较原子荧光法中，首先将分析试样在原子化器中转化为低能级的原子蒸气，吸收由一合适的激发光源发射出的同类原子特征光辐射后，一部分原子被激发至高能级，在跃迁至低能级的过程中，以辐射的形式释放出能量，形成原子荧光，原子荧光经光电检测系统转换为电信号被记录下来。

原子荧光的强度与激发态的原子数有关，即与试样中分析元素的浓度成正比。

原子荧光光谱仪的优点是能同时测定多种元素，特别是As，Sb，Bi，Cd，Hg等元素。

一般情况下，测定下限比原子吸收法低。

在地质学中用于测定岩石、矿石和矿物中易挥发元素和硒、碲等元素。

氢化物发生-原子荧光光谱法基于下列反应：NaBH4+3H2O+HCI→H3BO3+NaCI+8H.→EHn+H2↑（过量）E为可以形成氢化物的元素，m可以等于或不等于n。

反应生成的氢化物被引入到特殊设计的石英炉中，并在此被原子化，受光源（空心阴极灯）的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到高能级，并在回到低能级的过程中以原子荧光的形式辐射出能量，在元素浓度较低的情况下，荧光的强度与原子的浓度（即溶液中被测元素的浓度）成正比。

汞离子可以与硼氢化钠（或硼氢化钾）生成原子态的汞，在冷条件下（不需要产生氩氢火焰）可被激发出汞的原子荧光，一般称为冷原子蒸汽法。

2 原子荧光光度计的参数设置2.1 光源原子荧光光度计所用的光源为特殊设计的高性能空心阴极灯，这种灯发射的辐射光不含有其他可形成氢化物元素的谱线，而且在结构上也有其特点，可以承受高脉冲电流的冲击，因此原子吸收光谱仪使用的空心阴极灯原则上不适用于原子荧光分析。

在软件控制中显示的灯电流值为脉冲电流值，根据不同的灵敏度要求用户可以选择不同的灯电流，灯电流越大，检测到的荧光强度也越大，但同时也会不同程度的缩短灯的使用寿命，当灵敏度达到一定程度时，会造成标准曲线的弯曲，从而影响整个测量的准确度。

蒸气发生-原子荧光光谱技术的应用进展1. 引言：介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术的背景和意义- 介绍原子荧光光谱技术的基本原理- 介绍蒸气发生技术的发展历程和应用情况2. 蒸气发生技术的应用进展- 介绍蒸气发生技术在环境分析中的应用- 介绍蒸气发生技术在冶金分析中的应用- 介绍蒸气发生技术在医学领域中的应用3. 原子荧光光谱技术的应用进展- 介绍原子荧光光谱技术在农药残留检测中的应用- 介绍原子荧光光谱技术在药物研究中的应用- 介绍原子荧光光谱技术在食品安全中的应用4. 蒸气发生-原子荧光光谱技术的优势和局限性- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术相比其他技术的优势- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术存在的技术限制和局限性5. 结论和展望- 介绍蒸气发生-原子荧光光谱技术的发展前景和应用方向- 总结该技术的优势和局限性，提出解决方案和未来研究方向- 突出该技术在环保、食品安全、医药等领域的重要性和应用价值。

第1章节：引言蒸气发生-原子荧光光谱技术是一种高灵敏度、高选择性的分析技术，可以检测、分析物质中微量的金属元素。

该技术具有灵敏度高、分析速度快、对样品的破坏小等优点，因此在环保、食品安全、医学等领域具有广泛的应用前景。

1.1 原子荧光光谱技术的基本原理原子荧光光谱技术是利用原子在能量激发下发射出的特定频率的光谱线来定量分析试样中的元素。

该技术可以分为两步：激发和检测。

首先，对于要分析的元素进行激发。

激发的方式可以是热激发、电子激发或激光激发等。

激发后，被激发的原子会吸收入射光的能量，电子跃迁到更高的能级。

接着，原子会逐渐失去能量，电子自动回到更稳定的低能级，从而释放多余的能量。

这些释放出的能量形成了特定的光谱线，它们的波长与元素的种类和化学形式有关。

检测方面，光谱线会被检测器检测到并处理。

最终得到的数据可以通过计算机进行处理并得出元素的浓度。

1.2 蒸气发生技术的发展历程和应用情况蒸气发生技术是原子荧光光谱技术中的一种样品内标准化技术。

1969年Holak把经典的砷化氢发生反应与原子光谱相结合，建立了氢化物发生—原子光谱分析的联用技术。

此方法是在一定的反应条件下，利用某些元素能产生初生态的氢作还原剂或者发生化学反应，将样品溶液中的分析元素还原成挥发性的共价氢化物，借助载气流将其导入原子光谱分析系统进行定量测定。

碳、氮、氧族的元素的氢化物都是共价化合物，其中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te八种元素的氢化物具有挥发性，通常状态下是气态，用常规的原子光谱分析系统引入方法，测定这些元素有很大的困难。

首先，大多数的原子光谱仪器均设计在可见光范围内进行检测，而这些元素的激发谱线大都落在紫外区间，因此，测定灵敏度较低；另外，常规火焰产生强烈的背景干扰，导致测量信噪比变坏。

所以，就一般的引入方法而言，火焰AAS、石墨炉AAS，甚至ICP对上述元素加上Hg检出能力都无法满足测定一般样品微量和痕量分析的需要。

而应用氢化物发生技术能够很好地解决上述问题。

1 氢化物的物理化学性质了解这些氢化物的物理化学性质，不仅有助于解释分析过程中可能出现的一些问题，而且有助于寻找到消除它们所产生气相干扰的方法。

表2. 1中列出了在分析中常用氢化物的沸点。

主要利用其氢化物低熔沸点、挥发性好、热稳定性差的特点，即在不太高的温度（600～1000℃）和情性气氛中，易分解为基态原子，借助载气将其导入到原子光谱分析系统进行测量，可以得到较高的灵敏度。

表1 常用氢化物的沸点氢化物发生进样方法，是利用某些能产生初生态的还原剂或者化学反应，与样品中的分析元素形成挥发性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子光谱分析系统进行测量的方式。

随后，许多化学工作者致力于研究不同的还原体系和反应条件、不同类型的氢化物装置、搜捕剂和原子化器、分析自动化以及干扰机理和消除方法，使这种技术不断完善。

2 氢化物发生技术主要特点2.1 主要优点：1. 分析元素能与可能引起干扰的样品基体分离，消除了基体干扰。

一. 氢化物发生-原子荧光光谱法基本原理1.2.概述原子荧光光谱分析是20世纪60年代中期提出并发展起来的光谱分析技术，它具有原子吸收和原子发射光谱两种技术的优势并克服了其某些方面的缺点，是一种优良的痕量分析技术。

1974年，Tsujii 和Kuga 将氢化物进样技术与非色散原子荧光分析技术相结合，实现了氢化物发生—原子荧光光谱分析（HG-AFS ）。

氢化物发生—原子荧光光谱法是样品溶液中的待测元素（As 、Sb 、Bi 、Ge 、Sn 、Pb 、Se 、Te 等）经与还原剂硼氢化钾（钠）反应转换为挥发性共价化合物，借助载气流将其道入原子化器中原子化为基态原子，基态原子吸收激发光源特定波长（频率）的能量（辐射）而被激发至高能态，而后，激发态原子在去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，荧光强度与样品溶液中的待测元素浓度之间具有正比关系，据此进行待测元素的定量分析的。

I f =aC+b3.特点(1)干扰少，谱线简单。

待测元素与可能引起干扰的样品基体分离，消除了光谱干扰，仅需分光本领一般的分光光度计，甚至可以用滤光片等进行简单的分光或用日盲光电倍增管直接测量。

（2）灵敏度高，检出限低。

（3）操作简单，适合于多元素同时测定，宜于实现自动化。

（4）不同价态的元素氢化物发生实现的条件不同，可进行价态分析。

（5）硼氢化钾（钠）—酸还原体系，在还原能力，反应速度，自动化操作，干扰程度以及适用的元素数目等诸多方面都表现出极大的优越性。

4. 激发光源激发光源是原子荧光光谱法仪的主要组成部分，一个理想的激发光源应具有（1）强度高，无自吸，（2）稳定性好，噪声低，（3）辐射光谱重复性好，（4）操作容易，不需复杂的电源，（5）使用寿命长，（6）价格便宜，（7）发射的谱线要足够纯。

原子荧光法中所用的光源有：（1）蒸气放电灯，（2）连续光源—高压汞氙灯，（3）空心阴极灯，（6）无电极放电灯，（7）电感耦合等离子体，（8）温梯原子光谱灯，（9）可调谐染料激光。

第2章氢化物发生-原子荧光光谱分析基础2.1原子荧光光谱的产生和特性2.1.1 原子荧光的产生2.1.2 原子荧光的类型2.2 原子荧光光谱分析的定量关系2.2.1 荧光强度与被测物浓度之间的关系2.2.2 荧光猝灭与荧光量子效率2.2.2.1 荧光猝灭2.2.2.2 荧光量子效率2.2.3 原子荧光的饱和2.3 氢化物发生2.3.1 概述2.3.2 氢化物的物理化学性质2.3.3 氢化物发生方法2.3.3.1 金属—酸还原体系2.3.3.2 硼氢化钠-酸体系2.3.3.3 碱性模式2.3.3.4 电化学法2.3.4 氢化物发生方法分类2.4氢化物发生装置2.4.1 进样系统2.4.2 气液分离2.4.3 气路2.5 氢化物-原子荧光光谱法与氢化物-原子吸收光谱法的比较参考文献第2章氢化物发生-原子荧光光谱分析基础原子荧光光谱法(atomic fluorescence sppectrometry,AFS)是原子光谱法中的一个重要分支。

在19世纪后期和20世纪初期, 物理学家就研究过原子荧光现象, 他们观察到了在加热的容器和火焰中一些元素(例如Na、Hg、Cd、Tl )所发出的荧光。

从1956年开始, Alkemade用原子荧光(atomic fluorescence, AF)研究了火焰中的物理和化学过程, 并于1962年建议将AF用于化学分析。

1964年, Winefordner和Vickers提出并论证了AF火焰光谱法可作为一种新的分析方法。

1964年后, 特别是美国的Winefordner 小组和英国的West小组对AFS进行了广泛的研究和改进。

而今, AFS已走过了40多年的发展道路。

就原子荧光技术本身来讲, 它具有原子发射光谱和原子吸收光谱两种技术的优点, 同时又克服了两者的不足。

AFS技术具有以下特点: ⑴谱线简单, 仅需分光本领一般的分光光度计, 甚至可以用滤光片等进行简单分光或用日盲光电倍增管直接测量；⑵灵敏度高, 检出限低；⑶适用于多元素同时分析。

氢化物发生-原子荧光法测定轻质油中的砷I. 引言A. 砷的危害性B. 目的和意义C. 研究现状和发展趋势II. 原理和实验方法A. 氢化物发生方法1. 原理2. 实验步骤和条件B. 原子荧光法1. 原理2. 仪器设备和实验步骤III. 样品处理和测定A. 样品采集和前处理B. 样品测定1. 氢化物发生2. 原子荧光法测定IV. 结果和讨论A. 样品测定数据B. 方法精密度和准确度评价C. 样品检测结果分析和比较V. 结论A. 分析总结B. 展望未来VI. 参考文献一、引言砷是一种广泛存在于自然界中的元素，也是一种广泛被运用的化学物质。

它存在于许多废弃物、自然水源以及燃料中。

然而，砷也是一种非常危险的物质，它能够对人类和动物造成毒害。

因此，对于砷的准确测定变得非常重要。

轻质油是一种常见的工业原料，常常出现砷污染的情况，因此对轻质油中砷的测定也备受关注。

发展了多种砷分析方法如砷酸盐法、氢化物发生-火焰原子吸收法等。

但由于砷化物的存在而导致氢化物发生灵敏度高及测定精度高等优点，使得氢化物发生-原子荧光法（Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry，HG-AFS）被广泛应用于砷的分析测定。

本文旨在探究使用氢化物发生-原子荧光法的方法及技术，测定轻质油中砷的含量，并对该方法进行评估和分析。

同时，也为轻质油中砷的分析检测提供一种新的方法和思路。

二、砷的危害性在自然界中，砷可以以无机和有机的形式存在，而其无机形式容易引起人类和动物的毒害。

砷对最广泛的危害是对血液和皮肤的作用。

毒性越强的砷化物对人类的影响越大。

在国际上，无机砷及其化合物已被列入人类致癌物清单。

例如，无机三价砷可影响DNA合成和修复，从而影响基因的表达，引发肝癌、肺癌、肠癌等癌症。

此外，砷还有许多其他的危害，包括引起神经系统和心血管系统疾病，影响免疫系统。

三、目的和意义测定轻质油中砷的含量，是为了确保产品的质量和安全，并且对产品所可能对环境和人类造成的影响进行预防和控制。

氢化物发生-原子荧光光谱法对罐头食品微量砷的测定摘要】研究了氢化物发生-原子荧光光谱法对微量砷的测定,方法灵敏度高,准确度好。

在最佳条件下,荧光强度与砷浓度在特定（4×10-4～0.21μg•ml-1）范围内呈线性关系,检出限达1×10-4μg•ml-1。

用此法测定了罐头食品中微量砷,结果满意。

本文重点研究了氢化物发生-原子荧光光谱法对微量砷的测定结果，对于我们在检测罐头食品含有微量砷有着重要的意义和实用价值。

【关键词】氢化物发生-原子荧光光谱法罐头食品砷【中图分类号】R155.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2012）09-0311-02氢化物发生法的概述：碳、氮、氧族元素的氢化物是共价化合物。

其中As元素的氢化物具有挥发性，通常情况下为气态，借助载气流可以方便的将其导入原子光谱分析的原子化器或激发光源中，然后进行定量光谱测量，这个过程也是测定这些元素的最佳样品引入方法。

氢化物发生-原子荧光光谱法（AFS）是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。

它的基本原理是基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。

说明:测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。

原子荧光的波长在紫外、可见光区。

气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，约经10～8秒，又跃迁至基态或低能态，同时发射出荧光。

若原子荧光的波长与吸收线波长相同，称为共振荧光；若不同，则称为非共振荧光。

共振荧光强度大，分析中应用最多。

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元素生成的基态原子高几个数量级。