氢化物发生原子荧光法-复配食品添加剂砷铅培训PPT文件格式下载.ppt

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E=hv=hc/b）非共振荧光-能量不相等，非共振荧光线荧光猝灭：

使用氩气做载气和屏蔽气。

氩气作用：

a）载气（内气：

包括产生的氢化物蒸汽、氢气）b）屏蔽气（防止氢化物被氧化、抑制荧光猝灭、稳定原子化环境）,3、氢化物发生原子荧光法（VG-AFS）,蒸气发生-原子荧光光谱法（VG-AFS）和冷蒸气原子荧光光谱法（CV-AFS）是目前原子荧光光谱分析最主要的分析技术。

蒸气发生-原子荧光光谱法是利用蒸气发生进样技术将样品溶液在常温、常压下与强还原剂发生反应，使待测元素转化为气态形式的共价氢化物、单质气态汞原子、挥发性化合物。

蒸气发生进样技术可将待测元素与被测物质基体相分离，有效的降低了基体干扰；

由于是气体进样，极大地提高了进样效率；

由载气（Ar）将反应生成的氢化物或挥发性化合物导入氩氢火焰中原子化，具有很高的荧光效率和较低的背景；

目前所测元素的主要共振荧光谱线均在190nm-300nm的波长范围，是日盲型光电倍增管的灵敏区间，仪器勿需分光系统。

目前HG-AFS可测的元素有12个（As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge、Hg、Zn、Cd、Au）。

其中，As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge、Au8个元素可形成气态氢化物，Zn、Cd形成气态组分，Hg形成气原子蒸气。

4、氢化物发生原子荧光法（VG-AFS）的主要优点,非色散系统、光程短、能量损失少结构简单，故障率低灵敏度高，检出限低，与激发光源强度成正比接收多条荧光谱线适合于多元素分析原子化效率高，理论上可达到100%采用日盲管检测器，降低火焰噪声线性范围宽，3个量级没有基体干扰可做价态分析只使用氩气，运行成本低采用氩氢焰，紫外透射强，背景干扰小,二、仪器（AFS-2202E）构成和作用1、仪器构成：

AAS是一条线结构，也就是其光电检测器和主光路在一条轴线，而AFS的光电检测器则不能在和主光路在一条线上，结构也可以分成四部分：

光源，氢化物发生（断续流动和手动进样、氢化物反应系统），原子化系统，检测系统。

2、作用：

2.1氢化物发生系统的作用：

将测试溶液和硼氢化钾发生反应，产生待测元素的氢化物气体。

由蠕动泵将样品溶液和硼氢化钾溶液输送到反应块进行反应。

之后，反应生成物进入第一级气液分离器（高效旋流型气液分离器）进行气液分离，液体由蠕动泵排到废液收集瓶，气体既待测元素的氢化物气体通过第二级气液分离器进行再次气液分离（减少液体带入原子化器）后进入原子化器。

进样量的多少，由蠕动泵的转速和时间决定。

软件中断续流动程序第二步的初始值为10秒、100转/分氢化物发生的主要特点基本没有基体干扰；

原子化效率高；

氢化物蒸汽易于原子化，共价氢化物易于解离成自由原子，不需要高温原子化；

不同价态的元素发生氢化物反应的条件不同，因此可以做价态分析；

易于富集。

2.2原子化系统的作用：

将待测元素的氢化物气体进行原子化。

a）防止氢化物被氧化，提高原子化效率、b）防止荧光猝灭、c）保持原子化环境的相对稳定。

电热屏蔽式石英炉，氩氢火焰，内气-氢化物蒸汽、氩气、氢气、外气-氩气，来自第二级气液分离器上方出口的氢化物气体进入原子化器中石英炉芯的内管，通过原子化器顶部的加热炉丝加热（炉丝电阻9、端电压直流20V），使氢化物气体中的待测元素转化为基态原子。

原子化器的高度为8毫米时，空心阴极灯的焦点在调光器的最下面刻线的中点。

特点：

a）原子化效率高，尽可能多产生基态原子；

b）采用氩氢焰，紫外透射好，减少光强损失；

c）没有背景发射，几乎无粒子散射，干扰小；

d）稳定性好，只需要氩气，无须额外燃气；

e）低温原子化，温度不可调f）记忆效应小。

2.3光源系统的作用：

提供将基态原子激发的激发光源。

AFS的激发光源是高强度编码空心阴极灯（HCL），纯度高、不自吸、发光稳定、无光谱干扰、寿命长（3000mAh），采用的是直流300V的脉冲供电（空占比30:

1），仪器灯电流是峰值，脉冲供电的平均电流很小。

灯的发射强度是由灯的工作电流所决定，灯电流越大产生的荧光强度信号越大，也就是灵敏度越高。

由原子化器产生的基态原子，是没有荧光的，只有受到同种元素的光源激发，才能产生荧光。

基态原子受到激发后，由基态跃迁到高能态既激发态。

处于激发态的原子，由高能态回到基态或低能态（次能态）时（去激过程），将其所得到的能量释放，释放的能量大小就代表了荧光强度的大小。

2.4检测放大系统：

把荧光信号检测放大。

AFS采用的是非色散光学系统，光路中只有一个聚焦镜。

AFS采用的是日盲型光电倍增管（PMT），波长范围是160320nm。

光电倍增管的灵敏度是由工作电压决定（-200500V），电压越高，灵敏度越高。

光电倍增管将光信号转换为微电流信号输出，再由放大电路进行I/V转换、模数转换、信号放大。

三、仪器使用与维护1、仪器最佳条件的选择,1.1灯电流的选择：

灯电流是元素灯的工作电流，灯电流越大光辐射强度越大，灯电流与荧光强度成正比。

尽管如此，但并不意味着灯电流越大、灵敏度越高，因为灯电流太大会产生自吸，影响检出限和稳定性，会缩短灯的使用寿命。

所以，在满足灵敏度的情况下想，尽可能选用小的灯电流。

元素灯或包装盒上标明的是最大平均工作电流，而仪器上设定的电流是脉冲峰值电流，例如设定100mA工作电流，其实际的平均电流在3mA左右。

1.2负高压选择：

负高压是光电倍增管的工作电压，高压越高，则荧光信号越大，同样噪声也增大，稳定性就相对差一点，光电倍增管有一定的耐压范围，高压与灵敏度成指数关系。

根据具体信号强度进行选择，一般推荐在300V左右，总调整范围是200500V。

1.3载气流量的选择：

载气的作用就是携带被测元素的氢化物到原子化器进行原子化，载气流量太大就会造成气流速度快，冲淡原子浓度，导致原子化效率降低，从而影响灵敏度，但气流小则会造成信号不稳定，影响原子化效率，一般采用推荐值。

1.4屏蔽气流量的选择屏蔽气的主要作用是对原子化环境进行屏蔽，防止氢化物被氧化，同时减少荧光猝灭现象，屏蔽气太小会造成屏蔽效果不好，影响信号的灵敏度和稳定性，太大则会造成影响原子化效率，灵敏度降低。

一般采用推荐值。

1.5原子化器高度的选择炉高是指原子化器顶部距光电倍增管窗口中心的距离（垂直高度），一般在8mm左右，主要目的是使元素灯发光照射在原子化效率最好最稳定的区域，一般采用推荐值8mm，做Hg时，应适当降低炉子，一般在10mm左右。

1.6泵转速和进样量的选择对于断续流动，在固定时间内泵速越快进样量越大，推荐条件下每次的进样量为1.5ml左右，它还和泵管粗细以及压块顶丝的松紧有关，一般采用推荐值。

1.7读数时间和进样时间的选择读数时间是具体的信号有效测量时间，在该时间内进行信号采集，读数时间一般大于进样时间，便于把有效信号都采集在内，读数时间太长会造成过多采集空白信号，采完信号后的那段时间继续转泵主要是为了清洗管路和原子化器，用户可根据信号峰型和样品含量选择合适的清晰和读数延迟时间。

2、常见故障及排除方法,2.1无信号或信号很低2.1.1电路故障首先可通过软件上的灯能量检测功能来判断是仪器电路的问题，还是氢化物发生系统的问题：

在文件菜单中调出灯能量检测画面，用手或其它物体在原子化器上方晃动，如果检测画面的能量带有增长，说明负高压和信号前放部分以及电路板没有故障。

或是将原子化器升高，在不进样的情况下进行测试，让原子化器将灯的光线反射到检测器，这时应较大荧光强度，强度大小随反射光强变化。

或用手将光电倍增管窗口堵住，在不进样、不点火的情况下进行测试，这时双道应有几十个数的荧光值。

如果上述现象正常，说明电路不存在问题。

在测量时没有荧光信号的原因是原子化器没有产生待测元素的基态原子，这时应重点检查进样管路和氢化物发生系统的管路。

如果上面的测试不正常，说明电路部分出现故障，最可能的原因是有关的接线插头松动，造成信号通道开路，有条件的单位可自行检查线路插头。

2.1.2氢化物发生系统故障如果检测电路上没有问题，则有可能是氢化物发生系统出现故障。

主要检查液体流动管路是否畅通，气体回路有无漏气：

首先应该检查进样管和还原剂管有无堵塞。

再检查双泵上的泵管是否老化变形，导致样品不能顺利流到反应块内进行反应，不能生成氢化物气体。

泵上的压块太紧或太松，样品也不能顺利流过，应调整固定块的松紧，使样品流动顺利，一个简单的办法就是分别吸取带颜色的液体以观察样品和还原剂通道是否通畅。

检查载气管路上的汽液隔离器出口端是否有气体，出现这种情况时的现象是反应块内的气泡不明显。

检查氢化物发生系统的管路是否有漏气。

一级气液分离器和二级气液分离器上连接的硅胶管是否老化破裂、各个连接头是否拧紧、石英炉芯里面是否结晶或杂质造成堵塞或破裂。

观察炉丝是否点亮，如果炉丝不亮，可更换炉丝。

如果炉丝没断但不亮，用万用表测量点火炉丝两端接线柱的电压，是否有19V左右的直流电压。

如果炉丝亮，观察石英炉芯是否高出炉丝，如明显高出炉丝，氢化物气体也不会被点燃，就不会产生原子化。

这时要把石英炉芯按到底部，使之与炉丝平齐。

2.2空白荧光强度高或线性不好主要原因是污染和试剂有问题，另外还有空气污染，器皿没有清洗、氩气不纯以及泵管和炉心污染等，有时灯不好或原子化器太高也造成空白值高，对于新装修的实验室，对Hg影响很大，如果样品含Hg较高时，可适当加长清洗时间。

配制溶液使用的所有玻璃器具都要用硝酸溶液浸泡24小时以上。

配试剂过程中使用的盐酸最好是优级纯。

最好使用去离子水或蒸馏水、纯净水。

有时灯和地面不平行，灯发出的光照射到原子化器顶部反射到检测器，造成空白高，因此一定要保证灯和仪器台面要平行。

2.3单道无信号单道灵敏度低：

首先把两道的元素灯进行调换，如果还是那一道没信号，则说明该道的灯电源部分故障。

若调换元素灯后，原没有信号的元素灯还是没信号，说明是元素灯问题或试剂问题。

若所有元素（Hg除外）在该道灵敏度都偏低，而在另一道正常，说明该道元素灯的某个阴极可能没有点亮，这时应检查电子箱内的灯控制联线插头以及灯插座是否有接触不良。

2.4串口通讯失败串口电缆接触不良，检查接口电缆是否连接好。

进入主程序和打开主机电源的间隔时间太长，最好在双击原子荧光主程序图标后马上打开主机电源，或打开电源后马上进入主程序。

主机内电路故障，带电换灯造成主机内电路板烧坏。

3、易损易耗件的更换,3.1泵管更换因泵管变形或磨损需更换时，注意泵管的粗细规格，排废液的两根泵管最粗，采样管均为中粗，还原剂管为最细。

旋转固定块上的螺丝，调整压块的松紧（以溶液流动正常为准）。

泵管上滴加硅油润滑。

3.2点火炉丝的更换当炉丝断路、石英炉芯被污染时，需要更换炉丝或石英炉芯。

更换时，将原子化器下面的固定螺丝松开，把点火炉丝电源线的插头拔下，再将石英炉芯下的两根硅橡胶管拔下，注意不要损坏石英炉芯。

将原子化器从烟囱口处取出。

把原子化器的上盖取下，用一字螺丝刀拧松连接炉丝的螺丝，并取出烧断的炉丝。

更换时将新的炉丝的双脚插入陶瓷片的两个小孔中，把出来的引脚缠在点火炉丝连接柱的固定螺丝上，并将其拧紧。

将炉丝套在石英炉芯管口处，装回上盖即可。

注意，不要将载气和屏蔽气接反。

3.3石英炉芯的更换将原子化器卸下，拧开上盖的固定螺丝取下上盖，将夹持套、陶瓷片和炉丝取下。

再将炉体的固定螺丝拧开取下炉体，取下石英炉芯固定块，取下石英炉芯。

将新的石英炉芯安原位放回，把石英炉芯固定块套在炉芯上，装回炉体，放回夹持套、陶瓷片和炉丝，装好上盖。

3.4空芯阴极灯的调节换灯后要重新调整灯位。

将调光器插在原子化器上，调节原子化器的高度，使调光器的最下面的线与光电倍增管的中心平齐（一般是8mm）在把调光器的刻线面对准要调的元素灯。

打开仪器电源，将灯的光斑调到最下面的线与垂直线的交点处（8mm）。

测汞时将原子化器的高度调为10mm。

4、仪器使用注意事项,在测量前，一定要注意开启载气。

一定注意各泵管无泄漏，定期向泵管和压块间滴加硅油，防止磨漏。

注意在第二级气液分离器中不要有过多积液，以防溶液进入原子化器。

当做完此元素要做另一种元素时，应重新进入软件选择元素。

在测试结束后，一定在空白溶液杯和还原剂容器内加入蒸馏水，运行仪器，清洗管道。

关闭载气，并打开压块，放松泵管。

从自动进样器上取下样品盘，清洗样品管及样品盘，防止样品盘被腐蚀。

载流液和还原剂应注意及时更换，不要使用放置时间较长的载流液和还原剂，测量时应现用现配。

更换元素灯时，一定要在主机电源关闭的情况下。

不得带电插拔灯。

安装空芯阴极灯时，灯插头凸处一定要同插座的凹处吻合。

元素灯的预热必须是在进行测量时点灯的情况下，才能达到预热稳定的作用。

只打开主机，元素灯虽然也亮，但起不到预热稳定的作用。

Hg、Sb灯，特别是双阴极灯和新灯，要预热时间长些。

原子化器应该在点火状态下预热一段时间在进行测量，提高稳定性。

四、检测方法1、GB/T5009.11-2003食品中总砷及无机砷的测定,2、GB/T5009.12-2010食品中铅的测定,3、GB/T5009食品中总砷氢化物原子荧光法测定的样品前处理湿法消解,固体试样称取12.5g，液体试样称取510g（或mL），置入50100mL锥形瓶中，同时做两份试剂空白，加硝酸2040mL，硫酸1.25mL，摇匀后放置过夜，置于电热板上加热消解，若消解液处理至10mL左右时仍有未分解物质或色泽变深，取下放冷，补加硝酸510mL，再消解至10mL左右观察，如此反复两三次，注意避免炭化。

如仍不能消解完全，则加入高氯酸1-2mL，继续加热至消解完全，再继续蒸发至高氯酸的白烟散尽，硫酸的白烟开始冒出，冷却，加水25mL，再蒸发至冒硫酸白烟，冷却，用水将内容物转入25mL容量瓶或比色管中，加入50g/L硫脲2.5mL，补水至刻度并摇匀，备测。

取样量不宜太大，特别是含脂肪、蛋白高的样品，在满足均匀性和含水量较小的情况下，小的取样量有利于样品的分解，且不易发生炭化；

硝酸（沸点130）是广泛使用的预氧化剂，它可破坏样品中的有机质,加入硝酸的量，视样品的基体而定，一般情况下，加入硝酸2040mL；

硫酸具有强脱水能力，可使有机物炭化，在含有硫酸的混合酸中过氧化氢的氧化作用是基于过一硫酸的形成，由于硫酸的脱水作用，该混合溶液可迅速分解有机物质。

加入硫酸的量，12mL均可；

电热板加热消解的温度要缓慢升温，一定要加盖漏斗，以防溶剂过度挥发；

补加硝酸的次数不宜过多，补加硝酸过多会增加试剂空白值，而且样品的平行结果不易控制；

热的高氯酸是最强的氧化剂和脱水剂，由于其沸点较高（沸点200），可在除去硝酸以后继续氧化样品。

加入高氯酸的量取1mL为宜，过多的高氯酸不易赶尽；

含有硫酸的混合酸，沸点较高。

当硫酸的白烟冒出时（沸点330），高氯酸的白烟基本冒尽，此时溶液的反应比较平稳，冷却后补加水再次蒸发到冒硫酸白烟，可充分赶尽高氯酸；

硫脲的作用是将As+5还原为As+3，同时对其它干扰离子起一定的掩蔽作用，一般为过量。

因为氢化物原子荧光法是盐酸和硼氢化钾的反应体系，所有要按定容体积的10%加入盐酸。

4、GB/T5009食品中铅的氢化物原子荧光法测定样品前处理,固体试样称取0.22g，液体试样称取210g（或mL），置入50100mL锥形瓶中，同时做两份试剂空白，加入硝酸-高氯酸混合酸（4+1或9+1）510mL，摇匀浸泡，放置过夜，次日置于电热板上加热消解，至消化液呈淡黄色或无色（若消解过程色泽较深，稍冷补加少量硝酸，继续消解），稍冷加入20mL水再继续加热赶酸，至消解液0.51.0mL止，冷却后用少量水转入25mL容量瓶中，加入盐酸（1+1）0.5mL，草酸溶液（10g/L）0.5mL，摇匀，再加入铁氰化钾溶液（100g/L）1.0mL，用水定容至25mL，摇匀，放置30min后测定。

GB/T5009.12-2003中是（4+1）硝酸-高氯酸混合酸、GB/T5009.12-2010中是（9+1）硝酸-高氯酸混合酸。

加入高氯酸的量一定要严格控制，因为加入高氯酸的量对测试液的酸度影响较大；

铅的氢化物发生条件对酸度要求十分严格，因此在样品处理过程中应注意赶酸，严格控制酸度。

加热赶酸至消解液0.51.0mL时，消解液的体积近似于加入高氯酸的的体积，以高氯酸白烟冒出为止。

稍冷后，加入20mL水再继续加热赶酸至高氯酸白烟冒出；

原子荧光法测定铅时，酸度范围较窄，要求试液的酸度控制在1%盐酸（V/V）。

在消解样品时，由于样品的基体不同对酸消耗的量不同，称取样品的量和定容体积也对酸度有影响，所以消解液最终的酸度是未知的，那么加入盐酸的量也就无法确定。

在实验中可以通过样品的加标回收试验来确定加入盐酸的量，或者通过测试反应后废液的pH值，然后调整硼氢化钾中氢氧化钠的量，使废液的pH值在89为宜；

在铅的测定中，干扰离子主要是过渡金属离子及能生成氢化物的元素。

加入草酸对干扰元素起抑制作用，在草酸铁氰化钾体系中可消除Fe、Mn、Cu、Zn、K、Ca、As、Hg等干扰元素；

铅的氢化物为PbH4,而消解液中的铅一般为二价态存在，加入铁氰化钾将Pb+2氧化为Pb+4，有利于生成PbH4。

由于铁氰化钾在酸性溶液中不太稳定，不宜长时间存放，会出现靛蓝色沉淀，PbH4的发生效率也随之变化。

所以，将铁氰化钾溶于硼氢化钾的碱性溶液中再与含铅的酸性溶液反应，能使PbH4有较稳定的发生效率。

五、检测结果的判定1、影响样品检测结果准确性的两个主要因素：

1.1标准曲线的配制对于采用相对测量方式的标准曲线法，首先要保证在标准曲线的配制过程中，溶液的各级稀释和操作误差要小，使得标准曲线的实际浓度与理论值越接近越好。

所以，在曲线的配制过程中，对标准溶液的逐级稀释倍数、移取标液的移液管和定容的容量瓶的准确度、所用容器的洁净程度等因素都要严格控制。

在标准溶液到标准使用液的配制中，使用5或10mL的A级的单标移液管、稀释倍数在510倍的逐级稀释，尽量减小稀释误差。

配制标准系列溶液时，使用同一支刻度管、各个点一次移取标准使用液、用多少取多少一次读数。

1.2样品的前处理湿法消解法也称酸消化法，主要是用不同酸或混合酸与过氧化氢或其他氧化剂的混合液在加热状态下，将含有大量有机物的样品中的待测组分转化为可测定形态的方法。

对不同的检测方法，待测元素在溶液中的形态要求不同。

氢化物发生原子荧光法，要求被测溶液中的砷是以As+3的形态存在、铅是以Pb+4的形态存在。

所以，在保证被测样品的均匀性、代表性和稳定性的前提下，把样品中的无机砷、有机砷全部转化为As+3，才能保证样品检测结果的准确性。

因此，对样品的前处理要做到：

首先要求检测人员熟悉方法，理解方法步骤的原理和意义，对检测样品的组成、性质有所了解，在消解过程中，能够根据样品溶液的状态，有效的对消解条件进行控制。

保证样品在消解过程中，减少挥发损失、不发生炭化，使待测元素分解完全。

2、确定取样量、标准曲线范围和仪器灵敏度,根据待测样品的限量或含量范围确定取样量的多少。

因为检测方法所给定的取样量是一个范围，特别是GB/T5009食品检测标准所涵盖的检测对象范围很大，各种样品的限量要求和含量范围不同。

用户可根据自己的样品情况，套用公式计算出合适的取样量。

mg/kg=CXVg1000式中：

CX是仪器测得浓度（ug/L或ng/mL）、V是样品溶液的定容体积（mL）、g是消解样品的取样量（g）一般来说，样品的定容体积（V）选50100mL较为合适。

因为定容体积越小，样品消解液转移到容量瓶的洗涤次数不够、定容前加入试剂的移液管和容量瓶体积相对小，那么相对误差就大，特别是测铅时的定容体积越小，酸度越不好控制。

取样量（g）的多少，要考虑样品的形态、基体性质、均匀性、样品称取或量取的亦难程度等因素。

一般来说，样品有机质低的样品可取多点，有机质高的样品取得少点，否则不利于消解。

一般去0.51.0g为宜。

标准曲线的浓度范围要根据样品的（大致含量）定容体积（V）和取样量（g）来确定。

例如：

某样品中砷的限量是2mg/kg，取样0.5g，定容体积为100mL，那么合格样品的测量值CX应该在10ug/L的范围，所以，曲线的范围取010ug/L。

因为仪器具有在线自动稀释功能，当样品超出曲线范围时，可采用稀释功能，再者，原子荧光的线性范围有3个数量级，只要不超出曲线的2倍，测量结果是可以保证的。

所以，标准曲线的浓度范围相对来说是个次要条件。

标准曲线浓度范围确定之后，在标准曲线测量时要选择适宜的仪器灵敏度，测量的荧光强度（If）不宜太大，使用大的灯电流或负高压稳定性会变差。

3、准确度及方法确认,准确度是指在一定的检测条件下多次测定结果的平均值与真值相符合的程度。

准确度表征系统误差的大小，以误差或相对误差表示，误差越小，准确度越高，说明测定值越接近真值。

实验室在开展新的检测项目时，要对执行的检测标准在本实验室的检测条件下，对样品进行检测，要对其检测结果的可靠性和准确度进行评定或确认。

通常采用用标准物质；

实验室比对；

用加标回收率（%）对方法进行确认。

通过对标准物质进行检测的方法确认是最直接最可靠的方法，只要检测结果落在标准物质证书给出的标准值范围内，说明本实验室采用的检测方法对样品检测的结果是可靠的。

但是用标准物质对方法进行确认也有一定的局限性，所用的标准物质的基体、量值要与被测定的样品相匹配。

实验室比对也是常用的方法确认的一种方式。

本实验室的检测结果与外部实验室的检测结果进行比对，比对实验室的检测结果必须估计和给出不确定度，不给出不确定度的检测结果是没有意义的,。

某饲料添加剂企业将一样品分别送给甲、乙实验室检测总砷含量，甲实验室的结果是8mg/kg、乙实验室的结果是10mg/kg，本实验室的结果是4mg/kg，该样品的限量是