(安徽省計(jì)量科學(xué)研究院 安徽 合肥 230051)

引言

原子熒光光譜法是我國(guó)發(fā)展較快的痕量分析方法，它在測(cè)量過(guò)程中有較高的靈敏度和精密度，然而這一切都需要儀器各部件穩(wěn)定的配合。具有特征波長(zhǎng)的光照射到原子蒸汽上使其激發(fā)放出特征能量波信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)該能量波信號(hào)，(該信號(hào)一般通過(guò)光電培增管來(lái)放大信號(hào))來(lái)進(jìn)行化學(xué)定量分析的方法稱為原子熒光光譜分析[1]。

我們?cè)谟?jì)量檢定原子熒光光度計(jì)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)，并不是熒光值越大越好；而是總是趨向一個(gè)合適的值，使得在合適的條件下，靈敏度是最優(yōu)的，是適合檢定要求的。

本實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)其他條件不變時(shí)，原子熒光光度計(jì)空心陰極燈電流改變后對(duì)儀器的檢出限有何影響，并找出合適的燈電流點(diǎn)。從原理來(lái)看，可以預(yù)見(jiàn)的是，當(dāng)燈電流增大時(shí)，儀器的靈敏度是提高的[2](相同濃度時(shí)熒光值更大)，同時(shí)噪聲即空白熒光值也會(huì)增大，靈敏度很高時(shí)，空白熒光值的不穩(wěn)定性也會(huì)變大。

實(shí)驗(yàn)使用的空心陰極燈是采用雙陰極的As燈，研究燈電流對(duì)檢出限的影響。

一、實(shí)驗(yàn)

(一)主要儀器及試劑

原子熒光光度計(jì)(北京吉天 AFS-8220型)；砷元素空心陰極燈(北京有色金屬研究總院 HAF-2型)；砷單元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)；5%鹽酸(優(yōu)級(jí)純)；2%硼氫化鉀和0.5%氫氧化鈉混合溶液。溫度：23攝氏度，濕度：39%相對(duì)濕度。

(二)實(shí)驗(yàn)步驟

應(yīng)用經(jīng)預(yù)熱穩(wěn)定并檢定合格的原子熒光光度計(jì)，在其他條件都相同的情況下，選取合適的空心陰極燈，燈電流范圍(40mA-75mA)[3]；按照檢定規(guī)程的要求，做11次試驗(yàn)測(cè)定其空白(用載流空白作為這次實(shí)驗(yàn)的真實(shí)空白[4])，并做出標(biāo)準(zhǔn)曲線(該儀器自動(dòng)扣空白)。用3倍的空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差比上標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，求出檢出限。為了減少影響因素，本次實(shí)驗(yàn)砷元素溶液中并沒(méi)有加入硫脲。1.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

燈總電流40mA時(shí)：相關(guān)系數(shù)r=1.000；標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為49.2；檢出限為0.27μg/L；空白熒光強(qiáng)度值I分別為：194.1、189.7、183.4、192.0、193.2、181.0、190.7、186.5、83.6、189.5、185.1；20μg/L處熒光強(qiáng)度988.0。

燈總電流45mA時(shí)：相關(guān)系數(shù)r=1.000；亞標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為64.5；檢出限為0.20μg/L；空白熒光強(qiáng)度值I分別為：230.3、223.8、232.6、227.0、231.9、231.1、238.0、228.8、231.1、228.3、223.1；20μg/L處熒光強(qiáng)度1294.2。

燈總電流50mA時(shí)：相關(guān)系數(shù)r=1.000；亞標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為91.1；檢出限為0.19μg/L；空白熒光強(qiáng)度值I分別為：310.5、301.8、306.0、293.2、299.8、302.3、304.4、301.1、298.7、312.0、297.3；20μg/L處熒光強(qiáng)度1828.0。

燈總電路55mA時(shí)：相關(guān)系數(shù)r=1.000；亞標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為110.1；檢出限為0.16μg/L；空白熒光強(qiáng)度值I分別為：361.8、353.2、354.1、345.0、342.3、349.6、355.9、348.5、349.2、347.7、356.6；20μg/L處熒光強(qiáng)度2212.7。

二、結(jié)果與討論

(一)信噪比與燈電流的關(guān)系

我們可以看出，在增大燈電流的時(shí)候，如果用標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率來(lái)表征儀器的靈敏度是逐漸增大的；但是儀器的檢出限卻在逐漸減小到一定程度的時(shí)候出現(xiàn)了拐點(diǎn)。為了找出其中的規(guī)律，我們用20μg/L處砷濃度的熒光強(qiáng)度值比上空白熒光強(qiáng)度11次的平均值作為信噪比值來(lái)探究其與燈電流的關(guān)系，并與燈電流和檢出限的關(guān)系做對(duì)照，如圖1。

圖1 信噪比與燈電流的關(guān)系

(二)檢出限與燈電流的關(guān)系

表1 檢出限與燈電流的關(guān)系

∴線性回歸方程為：y=-0.0068x+0.528

圖2 檢出限與燈電流的關(guān)系

從圖2可以看出，在1、3、4點(diǎn)線性回歸方程有較好的擬合，說(shuō)明在一定的范圍內(nèi)，檢出限與燈電流是呈線性相關(guān)的。

我們?cè)谧鰞x器檢定的時(shí)候總是盡可能的使得數(shù)據(jù)反映出儀器的真實(shí)性能。綜上所述：如果我們簡(jiǎn)單的用標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率來(lái)表征儀器的靈敏度的話，越大的靈敏度的條件下檢出限并不是越低的。燈電流值在與信噪比的系圖-1中在第四個(gè)點(diǎn)(燈電流為55mA)出現(xiàn)了一個(gè)拐點(diǎn)，這可能是與空心陰極燈的自吸現(xiàn)象有關(guān)[3]；而在圖2中，我們發(fā)現(xiàn)也是在第四個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)的拐點(diǎn)。該拐點(diǎn)為信噪比最大處也是檢出限最小處。

三、結(jié)論

可以看出在其它影響因素不變的情況下，砷元素空心陰極燈燈電流為55mA時(shí)，我們做出的檢出限為最優(yōu)點(diǎn)0.16μg/L；而在大于55mA的燈電流后，由于存在空心陰極燈的自吸現(xiàn)象，做出的檢出限并不能反映儀器的真實(shí)性能。因此，建議在做原子熒光光度計(jì)的檢出限的時(shí)候，可以選取一個(gè)穩(wěn)定定量的元素濃度點(diǎn)，微調(diào)燈電流，找出信噪比的相對(duì)最大值再做儀器的檢定工作，可以減少檢出限不合格對(duì)儀器合格性判據(jù)的影響。