浅谈氢化物发生-原子荧光光谱法HG-AFS
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1、原理
原子荧光光谱分析法是20世纪六十年代中期以后发展起来的一种新的痕量分析方法。

原子蒸气受到具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态，然后活回到某一较低能态（常常是基态）而发射出的特征光谱叫做原子荧光。

各种元素都有起特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测元素的含量，这就是原子荧光光谱分析（AFS）。

根据Beer-Lambert’s Law和泰勒级数展开，可得：在实验条件固定，原子化效率固定时，原子荧光强度I f 和低浓度的试样浓度C成正比。

即：
I f =αC （α为常数）
所以，AFS法是一种痕量元素的分析方法。

HG-AFS是基于以下反应将分析元素转化为室温下的气态氢化物：
NaBH4 + 3H2O + HCl == H3BO3 + NaCl + 8H
（2+n）H + E m+== EH n + H2
式中的E m+ 是指可以形成氢化物元素的离子，如砷、锑、铋、硒、碲、锡、锗等，另外汞可以形成气态原子汞，镉和锌可生成气态组分，均可以用本方法分析。

生成的氢化物被引入特殊设计的石英炉中，在此被原子化，然后受光源激发产生原子荧光。

2、仪器装置
AFS法的仪器装置主要由3各部分组成，即激发光源、原子化器以及检测部分。

检测部分又包括分光系统、光电转化装置以及放大系统和输出装置。

激发光源是AFS的主要部分，可用连续光源和锐线光源。

前者稳定、操作简便、寿命长，能用于多元素分析，但检出限较差，常见的有氙弧灯。

常见的锐线光源如高强度空心阴极灯等，具有辐射强度高、稳定、可得出更好的检出限等优点。

利用氢化物法的原子化器，是一个电加热的石英管，当NaBH4与酸性溶液反应生成氢气并被氩气带入石英炉时，氢气被点燃并形成氩氢焰。

3、特点
HG-AFS法的特点主要体现在以下两个方面：
一、氢化物的发生进样具有一下有点：
（1）分析元素能够与可能引起干扰的样品基本分离，消除光谱干扰；
（2）与溶液直接喷雾进样相比，氢化物法能将待测元素充分预富集，进样效率接近100%；（3）连续氢化物发生装置易于实现自动化；
（4）不同价态的元素氢化物的生成条件不同，所以可据此进行价态分析。

二、HG-AFS法对于HG-AAS法具有以下优点：
（1）采用无色散系统的HG-AFS仪光路简单、光程短，因而光损失少，还可同时测量几条荧光谱线。

此外，处于200~290nm的谱线，正是日盲光电倍增管灵敏度最好的波段，大大提高了方法的灵敏度。

（2）HG-AFS法可以同时测定两种或两种以上可形成氢化物的元素，不仅大大提高了工作效率，成本也大为降低。

（3）目前是用的原子化器有一下优点：有二次原子化的机会，石英炉内表面性质对原子化过程影响较小，不需经常处理，原子化充分等。

（4）在气相中，HG-AFS的干扰要比HG-AAS小很多，对于复杂的样品一般不经分离就可以直接测定。

（5）除上述所说优点外，HG-AFS法还有线性范围大，在As、Se 的测定上占有优势。

4、应用
HG-AFS法自提出以来，就因为其对于较难分析的无机污染物，如砷、锑、铋、硒、碲、锡、锗、汞等所显示出的独特优点而备受分析工作者的青睐。

经过研究人员的不断努力，目前该方法已经成为食品卫生、饮用水、矿泉水中重金属检测的国家标准方法，在环境保护、水质分析、地质等领域有了很多应用。

在这里将列举几个典型的例子，用具体例子显现HG-AFS法的优点。

一、断续流动氢化物发生原子荧光法测定食品中的微量硒
微量元素硒在医学领域中有着十分重要的生物学意义，目前测硒的方法有比色法、电化学法、氢化物原子吸收法、氢化物原子荧光法、断续流动进样方式等。

比色法灵敏度低，试剂不稳定；电化学方法干扰严重；氢化物原子吸收法灵敏度
高，但是线性范围窄；而AFS法具有灵敏度高、共存元素干扰小、线性范围宽、方法简便快速等优点；而断续流动进样方式的应用，克服连续进样浪费试液、流动注射装置复杂等缺点，利用计算机控制，具有稳定性好、精密度高、采样量小、易于操作等优点。

【1】
基本原理是在盐酸介质中，用硼氢化钠还原四价硒为硒化氢，以氩气作载气将硒化氢从母液中分离，并导入石英炉原子化器中原子化。

以硒特种空心阴极灯做激发光源，是硒原子发出荧光，荧光强度在一定范围内与硒的含量成正比。

二、HG-AFS法对中药材中Hg的形态的分析
不同形态汞的化合物毒性差别较大，有机汞较其相应价态无机汞的毒性大。

除大分子络合物如蛋白质-汞外，比较稳定的小分子络合物，如半胱氨酸汞、谷胱甘肽汞等有显著的药理作用。

上述络合物可能是朱砂在人体内的主要有效成分，而且其毒性远远小于处方中的HgCl2。

中药中不同形态的汞含量较低，因此，利用AFS区分中药中的汞形态有重要意义。

有文献报道称，采用断续流动蒸气发生-AFs法成功地对牛黄清心复方剂中的原生药、残渣、悬浮态、可溶态无机汞和有机汞进行了测定，用硫脲一柠檬酸作掩蔽剂消除干扰。

这种连续萃取方法分析水相和乙醇相中的汞，和传统的连续萃取法、聚焦微波萃取法和索氏萃取法相比较，HG—AFs测定不同形态的汞具有很高的灵敏度和准确性。

【2】
5、问题与展望
根据文献报道，HG-AFS主要在中药中砷、汞、硒、镉、铅、锑和锗的分析中得到了应用，但由于许多试样（如中药）中金属元素含量较低，且基体较为复杂，还需要进一步提高检测方法的灵敏度和重现性；而对中药中铋、锡和碲等元素的分析尚未见报道，其应用技术还需进一步研究。

样品的污染和损失是元素形态分析中的一个共同问题。

一方面在待测样品的制备、分离过程中，由于样品容易受到试剂和环境中的元素污染，使检测误差增大；另一方面由于微量元素与有机配体的结合较弱，在处理和分离过程中容易发生元素吸附或配体交换等现象，造成微量元素的损失而使回收率降低。

而微型分离技术及联用技术的发展和应用，将有望解决这些问题。

将电化学氢化物发生技术与AFS联用，用于分析中药中的微量金属元素，可
以大大提高氢化物发生效率，解决干扰问题，并有望得到很低的检出限。

将固相微萃取技术与HG—AFs结合，有望减少干扰，提高检测灵敏度。

由于HG-AFS法具有其它分析方法所无法比拟的优势，而色谱技术有很高的分析性能，目前HPLC-HG-AFS、GC-HG-AFS、IC-HG-AFS联用技术已在环境样品中砷、铅等元素的形态和价态分析中得到应用。

随着样品前处理技术、富集分离技术及接口技术的不断完善，HG-AFS必将在中微量和痕量金属元素的总量和形态分析中得到更为广泛的应用。

【3】
6、参考文献：
【1】杨莉丽，张德强，高英等. [J]. 光谱学与光谱分析，2003，23（2）：368-370.
【2】杨莉丽，李娜，张德强等．[J]．光谱实验室，2003，20(5)：68l一685．
【3】王畅，郭鹏然，陈杭亭等. [J]. 分析测试报，2009，28（4）：501-508.
冯玉红主编. 《现代仪器分析实用教程》. 北京大学出版社2008。