原子荧光光谱仪(Atomic Fluorescence Spectrometer,简称AFS)是一种基于原子荧光光谱法原理进行元素痕量分析的重要仪器,通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下产生的荧光发射强度来确定待测元素含量的方法。当原子蒸气吸收特征波长的辐射后,其外层电子从基态或低能级跃迁到高能级,随后在约10^-8秒内又跃迁回基态或低能级,同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射,即原子荧光。根据荧光谱线的波长和强度,可以进行元素的定性和定量分析。
激发光源:用于激发原子使其产生原子荧光。常用的激发光源包括连续光源(如氙弧灯)和锐线光源(如高强度空心阴极灯、无极放电灯及激光等)。锐线光源辐射强度高,稳定,可得到更好的检出限。
原子化器:将被测元素转化为原子蒸气的装置。常用的原子化器有火焰原子化器、电热原子化器和电感耦合等离子焰原子化器等。其中,氩氢火焰原子化器因其稳定而被广泛应用。
光学系统:包括单色器和其他光学元件,用于选择所需要的荧光谱线,排除其他光谱线的干扰。单色器是色散型的重要组成部分,而非色散型仪器则不使用单色器。
检测器:用于检测荧光信号并将其转换为电信号。常用的检测器是光电倍增管,它具有高灵敏度和低噪声的特点。在多元素原子荧光分析仪中,也使用光导摄象管、析象管等作为检测器。
显示和记录装置:用于显示和记录测量结果。常用的显示和记录装置包括电表、数字表、记录仪等。
原子荧光光谱仪在地质、冶金、石油、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了广泛的应用。例如,在地质勘探中用于测定岩石和矿物中的微量元素;在环境科学中用于监测水体和土壤中的重金属污染;在生物医学中用于检测生物样品中的微量元素等。
原子荧光光谱仪的操作一般遵循以下步骤:样品准备、仪器预热、参数设置、样品进样、数据采集和处理等。在操作过程中,需要注意保持仪器的稳定性和准确性,避免外界因素的干扰。
定期进行维护和保养是保证其长期稳定运行的关键。维护工作包括清洁仪器表面和内部部件、检查并更换易损件、校准仪器参数等。此外,还需要注意保持实验室环境的整洁和稳定,避免温度和湿度的剧烈变化对仪器造成影响。