原子熒光光譜法(atomic flurescenc spectrometry，AFS)是20世紀(jì)60年代中期提出并迅速發(fā)展起來的一種新型光譜分析方法，是原子光譜法中的一個(gè)重要分支。它是一種基于測(cè)量原子蒸氣吸收特定輻射被激發(fā)后去激發(fā)所發(fā)射出的特征譜線強(qiáng)度進(jìn)行定量的元素痕量分析方法。
一、發(fā)展簡史和最新進(jìn)展
1964年，Winefordner和Vickers等人提出并論證了原子熒光光譜法可作為一種新的化學(xué)分析方法。自20世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外許多專家、學(xué)者、企業(yè)共同致力于原子熒光光譜商品化儀器的研制和開發(fā)。
美國Technicon公司于1976年生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)原子熒光光譜儀AFS- 6，它采用脈沖調(diào)制空心陰極燈作光源，以計(jì)算機(jī)作控制和數(shù)據(jù)處理，能同時(shí)測(cè)定6個(gè)元素。20世紀(jì)80年代初，美國Baird公司研制出AFS-2000型多道無色散原子熒光光譜儀，它采用電感耦合等離子體(ICP)作原子化器，可12道同時(shí)檢測(cè)。此后，國外原子熒光商品化儀器的發(fā)展非常緩慢。直到1993年，才有英國PSA公司生產(chǎn)的蒸氣發(fā)生-無色散原子熒光儀器，它能同時(shí)檢測(cè)As、Sb、Bi、Hg、Se、Te等6種元素。90年代末，加拿大Aurora公司推出一款氫化物發(fā)生-無色散原子熒光儀(HG—AFS)。21世紀(jì)初，美國Leeman Labs公司和德國Analytik Jena公司分別研制并推出原子熒光測(cè)汞儀。
我國從20世紀(jì)70年代中期開始研制原子熒光光譜儀器，原子熒光技術(shù)及其商品化儀器在我國得到飛速發(fā)展和普及推廣。1975年，西北大學(xué)研制出以低壓汞燈作光源的冷原子熒光測(cè)汞儀；同期，中科院上海冶金研究所研制出用高強(qiáng)度空心陰極燈作光源、氮隔離空氣-乙炔火焰作原子化器的雙道無色散AFS儀。1979年，西北有色地質(zhì)研究院成功研制了以溴化物無極放電燈作激發(fā)光源的HG AFS儀，為原子熒光光譜儀在我國成功實(shí)現(xiàn)商品化奠定了重要基礎(chǔ)；該院隨后研制開發(fā)了WYD、XDY-1等雙道AFS儀。1987年，劉明鐘等人成功研制了脈沖供電特制空心陰極燈，這種高性能激發(fā)光源為HG -AFS儀在我國的普及推廣創(chuàng)造了條件；在此基礎(chǔ)上研制生產(chǎn)的XDY-2無色散HG-AFS儀以屏蔽式高溫石英爐作原子化器，手動(dòng)進(jìn)樣、雙道同時(shí)檢測(cè)、微機(jī)控制，堪稱為我國AFS發(fā)展史上具有里程碑意義的儀器。1996年我國推出了第一款全自動(dòng)AFS-230型HG—AFS儀，采用斷續(xù)流動(dòng)進(jìn)樣裝置，實(shí)現(xiàn)了氫化物發(fā)生反應(yīng)的自動(dòng)化。隨后，我國相繼研制生產(chǎn)出AFS-610、AFS一230、SK一800、AFS一2202、AFS一830、AFS一9800、SK-銳析、AFS- 930、AFRoHS-400等高靈敏商品化原子熒光儀，使得我國HG AFS儀的研制和應(yīng)用水平，一直處于國際領(lǐng)先地位。
近年來，隨著環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域?qū)υ匦螒B(tài)和價(jià)態(tài)分析的要求，原子熒光聯(lián)用技術(shù)，特別是與色譜的聯(lián)用，已成為原子熒光分析研究的熱點(diǎn)。比如，我國自主研制的SA -10、LC -AFS9800、AF -610D2等儀器，就是基于HPLC和AFS聯(lián)用的形態(tài)分析儀，能夠有效地分離和檢測(cè)不同形態(tài)和價(jià)態(tài)的As、Hg、Se、Sb等元素。
二、分類
原子熒光光譜儀分為色散型和無色散型兩類。其基本結(jié)構(gòu)都包括四個(gè)部分：激發(fā)光源、原子化器、光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。
兩類儀器的區(qū)別在于色散型儀器多了一個(gè)單色器，而無色散儀器在檢測(cè)系統(tǒng)前只需加一個(gè)光學(xué)濾光片。兩類儀器的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。
在目前的商品化原子熒光儀中，絕大多數(shù)是無色散型，而氫化物發(fā)生-無色散原子熒光光譜儀是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的原子熒光儀器。
三、特點(diǎn)
原子熒光光譜儀(AFS)與原子吸收光譜儀(AAS)和原子發(fā)射光譜儀(AES)相比，主要特點(diǎn)是：①檢出限低，靈敏度高，采用新的高強(qiáng)度光源可進(jìn)一步降低檢出限；②譜線簡單，干擾少，對(duì)ICP -AFS來說，幾乎沒有光譜干擾和基體干擾，其選擇性甚至優(yōu)于ISP-MS；③分析線性范圍寬，可達(dá)3～5個(gè)數(shù)量級(jí)；④由于原子熒光發(fā)射的空間多方性，比較容易制造多道儀器，實(shí)現(xiàn)多元素的同時(shí)測(cè)定；⑤儀器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，易于普及。
盡管原子熒光分析法有許多優(yōu)點(diǎn)，但第一，由于熒光猝滅效應(yīng)的存在，致其在測(cè)定復(fù)雜基體樣品和高含量樣品時(shí)，還有一定的困難；第二，原子熒光具有固有的散射光干擾，使得其對(duì)激發(fā)光源和原子化器有較高的要求，從而導(dǎo)致在現(xiàn)有技術(shù)條件下，原子熒光光譜分析理論上所具有的優(yōu)勢(shì)在實(shí)際中難以充分發(fā)揮出來；第三，除HG—AFS在測(cè)定As、Sb、Se等易于生成氫化物的元素以及Hg等易于生成蒸氣的元素具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)外，目前AFS測(cè)定的元素種類較少；第四，理論上AFS分析的線性范圍很寬，但在目前的實(shí)際應(yīng)用中部分元素仍未能達(dá)到預(yù)想的線性范圍；第五，氣相、液相干擾機(jī)理等尚待進(jìn)一步研究。因此，AFS技術(shù)在應(yīng)用方面還不如AAS和AES廣泛，三者具有各自的優(yōu)點(diǎn)和適應(yīng)范圍。這三種方法相互補(bǔ)充，構(gòu)成一個(gè)完整的原子光譜分析體系。
