鞠毅,黃忠義,車燕妮
1 威海市立醫(yī)院 (山東威海 264200);2 威海市疾病預(yù)防控制中心 (山東威海 264200)
國產(chǎn)原子熒光光度計普遍采用空心陰極燈激發(fā)光源、低溫石英管原子化器、非色散分光系統(tǒng)、光電倍增管檢測器,因其結(jié)構(gòu)相簡單、制造工藝成熟,測定時石英爐爐溫也較低(一般200 ℃),石英管不易老化變質(zhì),壽命大大延長,因而不易損壞。國產(chǎn)原子熒光光譜儀結(jié)構(gòu)雖然簡單但性能卓越、價格低廉、操作簡便,在國際、國內(nèi)享有較高聲譽、具有較高的市場占有率。儀器質(zhì)量過硬,非??煽?,只要準確操作儀器,合理維護保養(yǎng),儀器一般不會出現(xiàn)大的故障。吉天AFS-920雙道原子熒光光度計購買于2004年,至今運轉(zhuǎn)正常。十幾年來,除了更換老化的軟管、老化的空心陰極燈,沒有花費其他的維修費用,小的故障與廠家工程師電話溝通,然后自己動手進行維修,積累了豐富的維修維護保養(yǎng)經(jīng)驗。
原子熒光分光光度儀的系統(tǒng)流程的見圖1。
圖1 原子熒光分光光度儀系統(tǒng)流程
E為被測元素與H+生成氫化物,m可以等于或不等于n。
反應(yīng)生成的氫化物被引入石英爐中被原子化,受空心陰極燈的光能激發(fā),原子處于基態(tài)的外層電子躍遷到較高級能級,并在回到較低能級的過程中輻射出原子熒光,熒光的強度與原子的濃度成正比。
砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鋅、鎘等元素,可以與硼氫化鉀反應(yīng)生成氫化物,汞離子可以與硼氫化鉀反應(yīng)生成原子態(tài)的汞蒸氣,與基體分離,氣體進樣方式極大地提高了進樣效率、減少基體干擾,因而具有很高的靈敏度。
另外,采用一些間接方法,利用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法還可以對其他一些元素進行測定。
原子熒光光譜分析法是用激發(fā)光源照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸氣,從而使基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài),然后回到較低能態(tài)或基態(tài),發(fā)出原子熒光。測定原子熒光的強度即可求得待測樣品中該元素的含量[1]。
原子熒光光譜法具有靈敏度高、檢出限低、干擾少、曲線線性范圍寬、能實現(xiàn)多元素同時測定等多種優(yōu)點,目前,這種技術(shù)廣泛地應(yīng)用于冶金、食品、生化、臨床、環(huán)保等許多領(lǐng)域。
AFS-920雙道原子熒光光度計購于2004年,手動進樣。十幾年的工作中,遇到幾種故障。
現(xiàn)象:標準空白熒光值很低,標準曲線每個濃度的熒光值、樣品熒光值均為零左右。
原因:由控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電路系統(tǒng)有故障,或者電子開關(guān)不能自動打開,無法采集數(shù)據(jù)。
判斷:如果測定時不能聽到“啪”的一聲,是電子開關(guān)的問題,不能自動打開,因而測不出熒光值;如果能聽到“啪”的一聲,電子開關(guān)能自動打開,標準溶液的熒光值仍然為零左右,說明是負責控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電路系統(tǒng)有問題。
處理:冬天溫度過低,或者環(huán)境潮濕(廢液桶里有廢液,廢液管長期連接廢液桶,水蒸氣、鹽酸酸霧由廢液管進入儀器),電子開關(guān)受潮可能不正常,打開載氣,流量設(shè)置為400 ml/min,延長預(yù)熱時間,溫度較高時氬氣吹走潮氣,一般會得到改善,多測定幾次,電子開關(guān)可能會自動打開,恢復(fù)正常,每次測定結(jié)束,一定要及時處理廢液,斷開廢液管與廢液桶的連接;如果仍然不能自動打開,或者控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電路系統(tǒng)有故障,請不要擅自修理,請廠家工程師維修。
現(xiàn)象:測定過程中,突然斷電,恢復(fù)供電時,儀器自檢提示“順序注射錯誤”,無法重新工作;已經(jīng)測定過的數(shù)據(jù)在“打開文件”已保存的文件中無法找到。
原因:突然斷電時,儀器正在工作,樣品注射泵或還原劑注射泵中存儲了液體,再次開機時,無法完成順序注射自檢;測定的數(shù)據(jù)未保存。
處理:手動旋轉(zhuǎn)樣品注射泵或還原劑注射泵下面的旋轉(zhuǎn)齒輪,即可排出注射泵中的液體,再次進行儀器自檢,即可通過自檢,儀器恢復(fù)正常;測定的數(shù)據(jù)未來得及保存,在“打開文件”對話框中,輸入剛測定的文件名即可恢復(fù)到斷電前的測量狀態(tài)??衫^續(xù)測定或保存文件。
現(xiàn)象:熒光強度下降很大,甚至無信號。
原因:水汽過大,附著于膜分離器的膜上。
判斷:把一級分離器的出口管直接與進入原子化器的硅膠管相接,如此時熒光值正常,則說明膜分離器出現(xiàn)問題。
處理:開大載氣量至800~1 000 ml/min,吹走水蒸氣。
現(xiàn)象:測定時,標準空白值較低,樣品熒光值不穩(wěn)定,平線性差。
原因1:上次實驗完畢,打開壓塊,放松泵管。此次測定前,忘記擰緊壓塊,泵管處于放松狀態(tài),造成漏氣,因而熒光值低且不穩(wěn)定。
處理:擰緊壓塊即可。
原因2:氣液分離器的進樣口因墊片老化或螺釘松動而漏氣、甚至漏液,或出氣口因墊片老化或螺釘松動而漏氣,連接儀器的軟管老化漏液。
處理:更換軟管、墊片或輕輕擰緊螺釘即可。
現(xiàn)象:標準空白值略低,標準曲線呈線性,但熒光值偏低。
原因1:原子化器高度或燈位不合適,光斑未能對準調(diào)光器十字線中心。
處理:調(diào)節(jié)原子化器至合適的高度,將調(diào)光器放置在原子化器上方,調(diào)整是靠調(diào)節(jié)燈架上的4個螺釘,使燈發(fā)出的光斑落在調(diào)光器十字線中心。
原因2:空心陰極燈老化,超過使用壽命,能量下降;或空心陰極燈長時間不用,熒光值亦可下降。
判斷:先使用能量正常的其他的元素燈,測定相應(yīng)的標準曲線,如果熒光值、線性都正常,證明儀器一切正常,然后再換成懷疑有問題的燈仍然熒光值偏低,但標準曲線呈線性,說明空心陰極燈能量下降,響應(yīng)值降低,當提高燈電流或負高壓后也沒有改善的情況下,更換空心陰極燈;或空心陰極燈長時間不用,熒光值亦可下降。
處理:淘汰超過使用壽命的空心陰極燈,更換新燈;長時間不用的空心陰極燈,進行反向處理,利用主機的燈電源配一個反向插座,電流10~20 mA,時間2~4 h。
現(xiàn)象:測量時,標準空白、標準溶液熒光值都正常,過一段時間后,再次測定標準溶液,熒光值突然大幅降低,甚至為零左右。
原因:水封里的蒸餾水過多,一部分蒸餾水被載氣吹到進入原子化器的管道中,將管道堵塞,被測元素無法隨載氣進入原子化器,因而測不到熒光值。
處理:拔下水封上連接原子化器的軟管,用一次性吸管吸出管中的蒸餾水,重新將軟管連接水封。
現(xiàn)象:測量時,標準空白熒光值都正常,標準曲線、樣品熒光值偏低。
原因:信號偏低也有可能是因為反應(yīng)條件不正確和反應(yīng)系統(tǒng)故障造成的,在此過程中需要考慮到反應(yīng)條件不正確造成的,另外也需要對反應(yīng)系統(tǒng)進行檢查,注意到甭管壓力[2]。
原子熒光光譜儀是一種高精密的化學儀器,合理的維護與保養(yǎng)能延長儀器的使用壽命,降低維修費用。日常工作中,需要注意的事項如下。
(1)在潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境中,電子元件易受潮腐蝕,實驗室應(yīng)保持干燥、干凈。同時元素燈或是儀器等,均需注意到不能夠長時間放置不用,至少每隔15 d可對其進行1次開機處理[3]。(2)在儀器測量前,一定要先開啟載氣。氣路有氣體運行時,液體不會倒流入原子化器,但如果沒有氬氣進入儀器時,進樣易出現(xiàn)倒流現(xiàn)象,毀壞原子化器。(3)儀器運行吸進液體時,必須關(guān)上壓塊,壓塊壓緊,否則,液體可能倒流入原子化器,原子化器有液體時,點火易爆炸。(4)在測試結(jié)束時,一定要用蒸餾水在順序注射系統(tǒng)頁面運行儀器清洗程序,反復(fù)清洗多次,徹底清除管道殘留的酸液和堿性硼氫化鉀溶液,防止腐蝕管道、注射泵、泵管等,清洗完畢,關(guān)閉載氣,打開壓塊,放松泵管。(5)測試結(jié)束后,廢液一定要及時處理,不要連接廢液管,如長時間不用,水汽、鹽酸氣體易由廢液管進入儀器,腐蝕電子開關(guān)等元件而損壞儀器。(6)更換元素燈時,一定要在主機電源關(guān)閉的情況下,不得帶電插拔燈。(7)水封加水到1/2~2/3即可,不可過多或過少,過少熒光值偏低;過多或加滿,一部分蒸餾水會被氬氣吹到進入原子化器的管道中,將管道堵塞,被測元素無法隨載氣進入原子化器,因而測不到熒光值,水珠如果被氬氣吹入石英爐,則會引起石英爐爆炸。