同一元素的不同形態(tài)具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)和生物活性，如：無(wú)機(jī)砷化合物的毒性比較大，有機(jī)砷化合物的毒性較小或者基本沒有毒性。因此，對(duì)于某些元素，只了解總量是不夠的，我們?cè)诹私饪偭康耐瑫r(shí)，更希望了解某元素的形態(tài)組成，“元素形態(tài)分析”作為一個(gè)嶄新的應(yīng)用研究領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生。痕(微)量元素的化學(xué)形態(tài)信息在環(huán)境科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、中醫(yī)醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、微量元素醫(yī)學(xué)以及商品中有毒元素*新標(biāo)準(zhǔn)等研究領(lǐng)域中起著非常重要的作用。
經(jīng)過(guò)近三十多年發(fā)展，元素形態(tài)分析目前已經(jīng)成為分析科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。元素形態(tài)分析，傳統(tǒng)化學(xué)法用的比較少，使用較多的是儀器聯(lián)機(jī)分析方法，其實(shí)質(zhì)是分離技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)的聯(lián)用。所使用的聯(lián)機(jī)分析法主要是液相色譜(LC)、氣相色譜(GC)、毛細(xì)管電泳(CE)、離子色譜(IC)等分離設(shè)備和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)、原子熒光(AFS)、原子吸收(AAS)等元素檢測(cè)儀器聯(lián)用。隨著有機(jī)質(zhì)譜的發(fā)展，GC-MS和LC-MS/MS也越來(lái)越多地應(yīng)用于元素形態(tài)分析。
AFS是中國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分析儀器，具有分析靈敏度高、線性范圍寬、光譜干擾及化學(xué)干擾少、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。LC-AFS是近幾年快速發(fā)展起來(lái)的一種聯(lián)用技術(shù)，主要儀器生產(chǎn)廠商有7家：北京吉天儀器有限公司、北京瑞利分析儀器有限公司、北京普析通用儀器有限責(zé)任公司、北京海光儀器公司、北京金索坤技術(shù)開發(fā)有限公司、北京銳光儀器有限公司、北京凱迪瑞分析儀器有限公司。將來(lái)，相信還會(huì)有更多的儀器廠家加入到這個(gè)行列當(dāng)中。
日前，儀器信息網(wǎng)編輯就原子熒光形態(tài)分析技術(shù)與市場(chǎng)、標(biāo)準(zhǔn)等問題，采訪了相關(guān)專家及儀器廠商。
原子熒光形態(tài)分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足
就像前言中所說(shuō)，目前元素形態(tài)分析多用儀器聯(lián)機(jī)分析方法。其中，國(guó)內(nèi)外比較認(rèn)可LC-ICP-MS聯(lián)用方法。ICP-MS方法靈敏度高、選擇性強(qiáng)、檢出限佳、可以時(shí)測(cè)定多種元素，是元素形態(tài)分析的有力檢測(cè)工具。但是，ICP-MS儀器主要依靠進(jìn)口、成本高、運(yùn)行費(fèi)用也高，目前，將其作為形態(tài)分析的常規(guī)檢測(cè)手段尚不具備條件。
As、Hg、Se、Sb等元素的主要熒光譜線介于200——290nm之間，正好是日盲光電倍增管靈敏度波段，即處于AFS*的檢測(cè)波長(zhǎng)范圍之內(nèi)。另一方面，這些元素可以形成氣態(tài)化合物，與大量的基體相分離，從而大大降低了基體干擾;而且，與溶液直接噴霧進(jìn)樣相比，蒸氣發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)(VG)能將待測(cè)元素充分預(yù)富集，進(jìn)樣效率近乎100%。
AFS與LC的聯(lián)用具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特點(diǎn)，可以得到很低的檢出限，可實(shí)現(xiàn)對(duì)As、Hg、Se、Sb等元素價(jià)態(tài)的分析測(cè)試。被測(cè)元素的不同價(jià)態(tài)組分存在物理和化學(xué)性質(zhì)差異，其在色譜柱中的保留時(shí)間不同，液相色譜分離系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)分離，接口裝置將色譜柱分離出來(lái)的不同價(jià)態(tài)被測(cè)元素組分，以及參與氫化物反應(yīng)的其它試劑，通過(guò)液體輸送設(shè)備帶入反應(yīng)管路中實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng);另外，一些不能直接發(fā)生氫化物反應(yīng)或反應(yīng)效率較低的有機(jī)價(jià)態(tài)元素，可通過(guò)在線紫外消解裝置，轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行氫化物反應(yīng)的無(wú)機(jī)價(jià)態(tài)元素;zui后，原子熒光檢測(cè)系統(tǒng)將被測(cè)元素定量轉(zhuǎn)化為可被檢測(cè)的光譜信號(hào)。
LC-AFS其zui大特點(diǎn)在于對(duì)含有特定元素的化合物具有高度的專一性和較高的靈敏度，具有與ICP-MS相似的分析性能(檢出限、精密度和靈敏度)。有相關(guān)專家在As形態(tài)分析的分析性能上對(duì)比了ICP-MS和AFS兩種檢測(cè)器，發(fā)現(xiàn)AFS可以獲得與ICP-MS相當(dāng)?shù)撵`敏度。與ICP-MS相比較，LC-AFS在采購(gòu)成本、使用成本上具有極大優(yōu)勢(shì);并且具有操作簡(jiǎn)單、容易上手的特點(diǎn)。
但是，任何儀器方法都不可能是無(wú)缺的，LC-AFS也有其不足之處。北京瑞利說(shuō)到：“AFS所測(cè)量元素及其形態(tài)范圍很有限，長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性也不太理想。”海光指出：“進(jìn)樣量不匹配，即液相色譜進(jìn)樣量只有幾十微升，而AFS通常進(jìn)樣量是毫升級(jí)，所以LC-AFS聯(lián)用的檢出限比AFS的低數(shù)十倍，需要進(jìn)一步提高AFS靈敏度。”普析指出：“對(duì)檢測(cè)條件和樣品前處理方法也比較苛刻，影響因素較多。”