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    原子熒光光度計的發展簡史

    2019-04-29

    原子熒光光度計的原理及發展

    原子熒光光譜法(AFS)是原子光譜法中的一個重要分支。在19世紀后期和20世紀初期,物理學家就研究過原子熒光(atomic fluorescence,AF)現象,他們觀察到了在加熱的容器和火焰中一些元素(如Na、Hg、Cd、Tl)所發出的熒光。從1956年開始,Alkemade用原子熒光研究了火焰中的物理和化學過程,并于1962年建議將AF用于化學分析。1964年,Winefordner和Vickers提出并論證AF火焰光譜法可作為一種新的分析方法。1964年后,特別是美國的Winefordner小組和英國的West小組對AFS進行了廣泛的研究和改進。

    至今,AFS已經發展了四十多年,原子熒光光譜法(AFS)是介于原子發射光譜法(AES)和原子吸收光譜法(AAS)之間的光譜分析技術,它的基本原理是:基態原子吸收合適的特定頻率的光輻射而被激發至高能態,高能態原子不穩定在去活化的過程中以光輻射的形式發射出具有特征波長的熒光。就AFS技術本身而言,它具有AES和AAS兩種技術的優點,同時又克服了兩種方法的不足。AFS的特點:(1)譜線簡單:僅需一般的分光光度計,甚至可以用濾光片等進行簡單分光或用日盲光電倍增管直接測量。(2)靈敏度高,檢出限低。(3)適合于多元素同時分析。

    在AFS技術發展的前期,所使用的激發光源一般為蒸氣燈,氙弧燈和無極放電燈,原子化器一般為火焰(如乙炔焰、氬-氫焰等)原子化器。當時儀器多采用直流檢測系統,所以不得不對熱輻射等干擾進行補償,限于激發源的強度和原子化器的效率以及其他干擾,很難得到令人滿意的檢出水平,并未得到人們的廣泛重視和應用,因此發展緩慢。

    同時,高強度空芯陰極燈與ICP結合的AFS技術已得到了人們的重視,并有商品儀器出現(如Baird Co. AFS-2000)。由于ICP具有很高的原子化效率,很少有散射現象,加之由于高溫可以使激發態原子進一步離子化,又為開發新的離子熒光光譜打下了基礎,在ICP發射光譜中經常遇到譜線重疊干擾等問題,也可由AFS技術的出現而得以克服,從而使諸如稀土分析等應用問題得以解決。

    把氫化物發生(HG)與AFS結合是一種具有很大實用價值的分析技術,這是因為氫化物可以在氬-氫焰中得到很好的原子化,而氬-氫焰本身又具有很高的熒光效率以及較低的背景,這些因素的結合使得采用簡單的儀器裝置即可得到很好的檢出限,早在二十世紀七十年代末,英國的Kirkbright,Thompison等人就已開展了這方面的研究,但從實用角度講,他們的工作有兩大不足:(1)未能解決鉍的光譜干擾問題,從而限制了它的實際應用,(2)需要大量的氫氣和氬氣,分析速度慢,分析成本高。

    原子熒光光度計在我國的發展

    在中國,我公司總工郭小偉教授等人亦開展了這方面的研究,他們以溴化物無極放電燈作光源成功地解決了鉍的光譜干擾問題,使之運用于像地球化探樣品這種復雜的實際樣品分析,其次是利用氫化物發生所產生的氫氣,使之在電熱石英爐中形成氫焰,氫氣用量大幅度下降,從而使氫化物發生―原子熒光光譜法(HG-AFS)成為實用性很強的高效低耗分析技術,但是由于無極放電燈的壽命短,光源不穩定,對其的應用造成了一定的影響,此后,郭小偉教授與劉明忠教授等人共同研制了高性能空芯陰極燈及其供電方法,它大大的提高了光源的穩定性,使原子熒光光譜的測定范圍進一步擴大,應當講,HG-AFS技術是具有中國特色的分析技術。郭小偉教授與劉明忠教授等人為原子熒光技術的推廣做出了巨大的貢獻。

    基于以上研究成果,我公司在郭小偉教授的帶領下研制開發了SK系列原子熒光光度計。它采用火焰法與氫化物發生法聯用技術,使火焰原子熒光光譜法與氫化物發生原子熒光光譜法的裝置有機的結合,使測量的元素更多,檢測更為方便,儀器裝置更為簡便,為原子熒光光譜技術的發展做出了較大貢獻。在此基礎上,金索坤專門針對砷、汞、硒、銻等元素形態和價態分析需求設計出高端產品液相色譜原子熒光聯用儀。該產品配備了在線消解模塊,并采用金索坤具有專利技術的連續流動進樣方式與液相泵進行無縫對接。既可做形態分析使用又可單獨作為氫化法原子熒光光譜儀使用,結構簡單,轉換靈活,操作方便。

    金索坤與原子熒光光度計

    北京金索坤技術開發有限公司(前身是由國家有色地質總局控股,西北地勘局、西北有色地質研究院參股組建的西安索坤技術開發有限公司)是專業從事原子熒光光度計研發、生產及銷售的高新技術企業。

    20世紀80年代,西北有色地質研究院郭小偉教授課題組完成了氫化物發生原子熒光光度計技術的研發,之后委托相關企業生產實現了原子熒光光度計的商品化。90年代在此基礎上成立了西安索坤技術開發有限公司,郭小偉教授擔任公司總工程師。為了拓展檢測元素,提高檢測速度以及加強測試穩定性,郭小偉教授帶領公司全體科研人員先后研發出了火焰法原子熒光光度計、連續流動氫化物發生原子熒光光度計、火焰法與氫化法聯用的原子熒光光度計,并取得了多項發明專利。2004年底,西安索坤技術開發有限公司遷至北京更名為北京金索坤技術開發有限公司。公司的科研技術一脈相承于西安索坤,并在此基礎上不斷創新求索。公司于2012年初入駐中關村科技產業園區通州園金橋科技產業基地,為公司的發展掀開了嶄新的一頁。

    公司的“火焰法原子熒光光度計”項目被國家科技部列為“科技型中小企業創新基金”重點支持項目。

    《火焰法與氫化法聯用原子熒光光譜儀》分別被北京企業評價協會評為“科技創新成果一等獎”,被中國有色金屬協會專家鑒定為國際先進水平從而獲得“科技發明二等獎”。該項目是國家地質調查局科研經費支持的重點示范應用項目。

    金索坤新一代原子熒光光度計四大特色

    經過三十多年的苦心研究,金索坤研發出出的新一代原子熒光光度計具有多、快、好、省等特點,其中:

    多-檢測元素多

    火焰原子熒光光譜法專利技術的應用使得原子熒光光度計只能測試11 種元素成為歷史。目前,金索坤原子熒光光度計將檢測元素拓展到了20 種。新增的檢測元素為:金、銀、銅、鐵、鈷、鎳、鉻、錳、銦。

    快-測試速度快

    金索坤連續流動進樣專利技術的應用使得原子熒光光度計的工作效率是傳統進樣方式儀器工作效率的三倍。目前測試一個樣品三次數據僅需30 秒。

    好-技術指標好

    多項技術專利的應用使得金索坤原子熒光光度計各項技術指標全面優于國家標準。優異的重復性(RSD)指標為儀器提供可靠的數據打下堅實的基礎。

    省-省事 省耗材

    集擴式傳輸室和多功能反應模塊專利技術的應用使得原子熒光光度計各系統部件高度集成,其精簡的結構為安裝、調試、維護帶來便利。此外,連續流動進樣專利技術的應用將傳統的進樣定量改為定速,避免使用了不耐酸、易腐蝕漏液、價格昂貴的注射泵,節約了耗材。

    了解更多金索坤新一代原子熒光光度計產品

    SK-樂析 原子熒光光度計

    SK-典越 火焰原子熒光光度計

    SK-博析-LC 液相色譜原子熒光聯用儀











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