原子吸收分光光度計(jì)的檢測(cè)器
現(xiàn)在原子吸收分光光度計(jì)的檢測(cè)器主要是以普通的不同規(guī)格的PMT檢測(cè)器為主,也有的以CCD為檢測(cè)器的。做為原子吸收的檢測(cè)器應(yīng)在190-900nm范圍內(nèi)有光譜響應(yīng),這個(gè)可以用As193.7nm和Cs852.1nm做邊緣能量檢測(cè),要求瞬時(shí)噪聲小于0.03A,其基線穩(wěn)定性(靜態(tài)、點(diǎn)火)用銅燈30min內(nèi)應(yīng)不超出±0.0044A 。
PMT檢測(cè)器通過光電轉(zhuǎn)化來檢測(cè)接受到的信號(hào)的,其光譜響應(yīng)范圍受光敏材料的限制,存在漂移和暗電流(暗電流至少要小于10-10A,暗電流越小PMT的質(zhì)量越好),讀出噪聲相對(duì)較大,不能同時(shí)獲得連續(xù)光譜的信息,但是做為常用主要檢測(cè)器,他以增益高、靈敏度高、響應(yīng)快、成本低在原子吸收光譜儀發(fā)展中有過光輝的歷程,并且其技術(shù)現(xiàn)在也在不斷的發(fā)展更新中。而CCD檢測(cè)器是通過電子的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移來檢測(cè)信號(hào)的,其量子效率高,基于對(duì)檢測(cè)信號(hào)的測(cè)量方式的不同,他相對(duì)PMT來說在配備連續(xù)光源和色散的中階梯光柵時(shí)可以提高測(cè)定的線形范圍5-6個(gè)數(shù)量級(jí),也可以同時(shí)進(jìn)行多元素分析。
CCD檢測(cè)器在整個(gè)光譜分析區(qū)范圍內(nèi)有比較高的靈敏度,更適合微弱光的檢測(cè),但他對(duì)弱光的檢測(cè)是基于長(zhǎng)時(shí)間積分的基礎(chǔ)上的,因?yàn)樗且环N積分型檢測(cè)器,由于其具有底的分布電容,因此其讀出噪聲較低,暗電流(受溫度影響,需要制冷恒溫環(huán)境)也明顯比PMT的低。不論從光子效率、暗電流、讀出噪聲、多元素同時(shí)分析、線形范圍等各方面來說其性能都具有明顯的優(yōu)勢(shì),是以后原子吸收光譜儀發(fā)展的一種必然局勢(shì)。
紫外可見分光光度計(jì)主要由電光系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理、輸出打印系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成?! ≡谑褂米贤?span title="可見分光光度計(jì)" target="_blank">可見分光光度計(jì)時(shí),需要注意一些使用的維護(hù)措施: 1、使用的吸收池必須潔凈,并注意配對(duì)使用。量瓶、移液吸管均應(yīng)校正、洗凈后使用?! ?、取吸收池時(shí),手指應(yīng)拿毛玻璃面的兩側(cè),裝盛樣品以池體的4/5為度,使用揮發(fā)性溶液時(shí)應(yīng)加蓋,透光面要用擦鏡紙由上而下擦拭干凈,檢視應(yīng)無溶劑殘留。吸收池放入樣品室時(shí)應(yīng)注意方向相同。用后用溶劑或水沖洗干凈,晾干防塵保存?! ?、供試品溶液濃度除各該品種已有注明外,其吸收度以在0.3~0.7之間為宜?! ?、測(cè)定時(shí)除另有規(guī)定外,應(yīng)以配制供試品溶液的同批溶劑為空白對(duì)照,采用1cm石英吸收池,在規(guī)定的吸收峰±2nm以內(nèi),測(cè)幾個(gè)點(diǎn)的吸收度或由儀器在規(guī)定的波長(zhǎng)附近自動(dòng)掃描測(cè)定,以核對(duì)供試品的吸收峰位置是否正確,并以吸收度最大的波長(zhǎng)作為測(cè)定波長(zhǎng),除另有規(guī)定外吸收度最大波長(zhǎng)應(yīng)在該品種項(xiàng)下規(guī)定的測(cè)定波長(zhǎng)±2nm以內(nèi)。 5、選用儀器的狹縫寬度應(yīng)小于供試品吸收帶的半寬度,否則測(cè)得的吸收度值會(huì)偏低,狹縫寬度的選擇應(yīng)以減少狹縫寬度時(shí)供試品的吸收度不再增加為準(zhǔn),對(duì)于大部分被測(cè)品種,可以使用2nm縫寬。
原子吸收分光光度計(jì)樣品要被吸噴霧化后才能被分析,為了使測(cè)量的結(jié)果有代表性,必須要保證樣品均勻的分布在溶液中。所以有許多樣品必須要經(jīng)過前處理才能拿來測(cè)定,而不同的樣品有不同的前處理方法,同一樣品也有多種的前處理方法,選擇不同方法的依據(jù)就是方便快捷、同時(shí)又要盡量減少樣品的用量,減少有效成分的流失。樣品處理是原子吸收光譜法測(cè)定的關(guān)鍵步驟之一,尋找簡(jiǎn)便有效的樣品處理技術(shù),一直是分析工作者的研究的重要課題。在這里收集了一些方法,并且有的方法也舉了一些例子,在這里還請(qǐng)大家多指點(diǎn)指點(diǎn)。
一、灰化法。
一般使用溫度在450-550℃之間,用來破壞樣品中的有機(jī)物成分,使之轉(zhuǎn)化成無機(jī)形態(tài)。例如:食品中肉的處理方法:原子吸收分光光度計(jì)成功的同時(shí)測(cè)定了銅、鐵、鋅、鈣、鎂的含量,樣品前處理步驟如下:稱取動(dòng)物鮮樣(兔肉)12g于瓷坩堝中,小火炭化,再移入高溫電爐中,500℃下灰化16h,取出、冷卻,加濃硝酸-高氯酸(3+1)幾滴,小火蒸至近干,反復(fù)處理至殘?jiān)袩o炭粒。以鹽酸溶解殘?jiān)?,移?0ml容量瓶中,加氯化鑭溶液2.5ml和氯化鍶溶液2.0ml(消除磷酸的干擾),加水定溶50ml.同時(shí)做試劑空白。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能灰化大量樣品,方法簡(jiǎn)單,無試劑污染,空白值低,但操作時(shí)間長(zhǎng)、操作繁瑣、對(duì)低沸點(diǎn)的元素常有損失.此法可以處理魚類、水果、肉、蛋、奶等,若分析Hg、As、Cd、Pb、Sb、Se等不宜采用法灰化。
二、酸消解法。
用適當(dāng)?shù)乃嵯鈽悠坊w,并使被測(cè)元素形成可溶鹽。植物的花葉一般用硝酸,個(gè)別的可用HNO3—HCLO4,根莖則視其種類需要添加H2SO4或HF,礦物類和動(dòng)物類大多需用混合酸。例如:用HCL—HF—HCLO4消解法處理銅鈷礦。步驟如下:準(zhǔn)確稱取0.1~0.2g試樣150ml聚四氟乙烯燒杯中,加15mlHCL,5~10mlHF,3mlHCLO4,上蓋表面皿,加熱溶解并蒸至白煙冒盡,取下冷卻后,加入2mlHCL,用少量蒸餾水吹洗杯壁和表面皿,加熱溶解鹽類,冷卻,將試液定容在100ml容量瓶中,同時(shí)做試劑空白。此法由于對(duì)設(shè)備要求低,效果相對(duì)好,可以處理大米、中草藥、礦石、茶葉,骨骼等幾乎所有樣品,但不適合處理包含易揮發(fā)元素的樣品,對(duì)環(huán)境也有一定的污染。
三、非完全消化法。
此法只要求消化液均勻透明,不要求消化液無色,消化液中含有可溶有機(jī)物。因此,消化溫度低,用酸少、耗時(shí)短、操作簡(jiǎn)單,是一種快速的樣品預(yù)處理技術(shù)。有人就是用此法處理人發(fā),測(cè)定了人法中的鈣和鎂。樣品處理方法如下:①撿去樣品中雜物,用洗衣粉浸泡8h,洗凈,于75~85℃烘干2h,剪碎,充分混均。②稱取經(jīng)處理發(fā)樣0.30g于50ml錐形瓶中,加入濃硝酸2.5ml,用玻璃棒壓緊發(fā)樣,置控溫消煮爐上,在80~130℃消化5~6min后,邊搖動(dòng)燒杯邊滴加過氧化氫2.0ml,消化至溶液程透明黃棕色,取下錐形瓶,趁熱加入乳化劑OP溶液2.0ml,搖勻,轉(zhuǎn)入25ml帶塞比色管中,以二次蒸餾水定容,得均勻透明的乳濁液,同時(shí)制備空白。并與酸消解法進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)測(cè)定結(jié)果一致。此法相對(duì)于酸消解法有一定的優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在用此法處理螺旋藻膠囊、肉類、人參、環(huán)境樣品、土壤、煙葉、茶葉方面的文章均有報(bào)道。
四、微波消解法。
該方法是最近幾年發(fā)展起來的新方法,具有快捷、高效、簡(jiǎn)便、節(jié)約試劑、空白值低等優(yōu)點(diǎn),但是需要配置微波溶樣爐??捎糜跍y(cè)定多種樣品,如煙葉、蔬菜、頭發(fā)、花生、中成藥、土壤,保健品的處理均可采用此法,尤其對(duì)于易揮發(fā)樣元素比較適合用此法。其原理是極性分子在微波電場(chǎng)的作用下,以每秒24.5億次的速率不斷改變其正負(fù)方向,使分子高速的碰撞和磨擦而產(chǎn)生高溫,同時(shí)一些無機(jī)酸類物質(zhì)溶于水后,分子電離成離子,再微波的作用下,作定向移動(dòng),形成電流,離子流動(dòng)過程中與周圍的分子和離子發(fā)生高速磨擦和碰撞,使微波能轉(zhuǎn)為熱能。由于微波消解樣品是在全封閉狀態(tài)下進(jìn)行的,避免了易揮發(fā)元素的損失,因此回收率高、準(zhǔn)確性好,也減少了樣品的玷污和環(huán)境污染?,F(xiàn)引用林捷等人用微波溶樣技術(shù)處理茶葉為例,說明該方法的使用。步驟如下:用食品粉碎機(jī)將茶葉樣品磨成粉狀,精確稱取0.500g于聚四氟乙烯溶樣杯中,加入3mlHNO3、2mlH2O2,待反應(yīng)平穩(wěn)后,蓋上杯蓋,放入工程塑料外套中置于微波溶樣爐內(nèi),設(shè)置壓力從1~3檔(0.5mPa,1.0mPa,1.5mPa)定量梯度加壓消解。時(shí)間5~10min內(nèi)消化完全,取出消解罐,冷卻后開蓋,把聚四氟乙烯溶樣杯置于120℃加熱板上趕氮氧化物至溶液約1ml。冷卻后轉(zhuǎn)移至10ml比色管中,用少許去離子水沖洗消化杯,洗液并入比色管內(nèi),稀釋至刻度,搖勻待測(cè)。
五、酸浸提法。
用酸從樣品中提取金屬元素也是樣品處理的一種方法,該法操作簡(jiǎn)便快捷,但不適于含蠟質(zhì)的樣品。劉建榮等用HNO3-H2O2浸提牙膏中的鉛、鎘、銅、鍶,再用石墨爐法測(cè)定就是個(gè)例子。具體的處理步驟如下:擠出牙膏樣品約1g于50ml色管中,加入5mlHNO3,2mlH2O2,放置次日,次日置于未加熱的水浴鍋中,先緩慢加熱,以防止氣泡產(chǎn)生而溢出,待劇烈反應(yīng)停止后,在水浴中煮沸1h,取出冷卻后,定容至25ml,混均后,過濾,濾液用于測(cè)定。用該方法可以從食品或糞便中提取鋅、錳等,還可以處理化妝品、保健品等。
六、高壓消解法。
該法不常用,一般用聚四氟乙烯制成容器,具有類似微波爐的特性,置于烤箱或馬弗爐加熱增壓消化樣品,溫度一般控制在150℃以內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)也是可有效防止易揮發(fā)元素的損失。如用石墨爐原子吸收法測(cè)定保健品中的鎘時(shí),處理樣品的步驟如下:準(zhǔn)確稱取樣品0.5000~2.0000g于聚四氟乙烯罐內(nèi),加2.00~4.00mlHNO3,放置次日,再加2.00~3.00mlH2O2(內(nèi)容物不能超過罐容積的1/3)蓋上內(nèi)蓋,然后旋緊不銹鋼外套,在恒溫箱內(nèi)于120℃~140℃放置2~3h,在箱內(nèi)自然冷卻至室溫,將消解液濾入25ml容量瓶中定容。同時(shí)做試劑空白。
七、懸浮液進(jìn)樣技術(shù)。
該方法保留了固體進(jìn)樣,不必預(yù)分解樣品,具有簡(jiǎn)單、快速、干擾少等特點(diǎn),常用的懸浮劑有甘油、瓊脂、黃原膠和Tritonx-100等,以瓊脂的懸浮性能較佳,加熱溶于水后形成膠體,具有良好的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。劉立行,張春光用原子吸收測(cè)定人參中的金屬元素時(shí)就是用的這個(gè)方法來處理樣品,現(xiàn)在引來為大家作參考。步驟如下:將人參樣品洗凈,75~80℃烘干,粉碎,過200目篩。精確稱量0.2g于干燥燒杯中,加瓊脂溶液少量,用玻璃棒攪拌使樣品潤(rùn)濕并分開,再用瓊脂溶液定容,振動(dòng)1min,即得。此法可被用于調(diào)味品、蔬菜、水果、草藥、茶葉和土壤的測(cè)定。