各方齐聚金索坤共同见证原子荧光新发展
发布时间：2017/2/22 13:46:00
2016年12月27日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会组织召开了北京金索坤新品SK-880火焰法原子荧光光谱仪鉴定会。鉴定会组由清华大学、国家地质实验测试中心、北京理化分析测试中心、北京矿冶研究院、河北省地矿中心实验室等多位学者组成。会上，由北京金索坤研发部成员向组汇报了新品SK-880火焰法原子荧光光谱仪的科技成果及测试相关数据。本月初，由北京理化测试分析测试中心老师实地到北京金索坤实验室验证SK-880产品测试数据。至此，北京金索坤SK-880火焰法原子荧光光谱仪顺利通过鉴定。
鉴定组成员于金索坤合影留念
北京金索坤新品SK-880火焰法原子荧光光谱仪（微量金测试仪）顺利通过鉴定意味着具有中国自主知识产权的原子荧光仪器拓展了新的应用领域。70年代末，为了满足国家地质普查找矿大量测试砷、锑、铋、汞元素的需求，具有中国自主知识产权的分析仪器氢化法原子荧光光谱仪应运而生。凭借着其灵敏度高，稳定性好，性价比高的特点，除了在地质行业逐渐普及到环保、食品等其他领域。但是氢化法原子荧光由于可有效发生氢化法反应的元素种类有限，局限了原子荧光的应用。如何拓展氢化法原子荧光的检测元素，尤其是对于地质行业普查找矿贵金属元素金、银的测试就成为了自90年代以来北京金索坤研发团队的重点课题。
火焰法原子荧光光谱仪就是在这一背景下而产生的。火焰法原子荧光光谱仪，突破了氢化物发生法原子荧光光谱仪原理上的限制，液态样品经高效雾化器雾化后形成气溶胶，气溶胶在预混合雾化室中与燃气充分混合均匀，再通过燃烧的热量使进入火焰的试样蒸发、熔融、分解成基态原子，基态原子被高性能空心阴极灯激发至高能态，处于高能态的原子不稳定，在去激发的过程中以光辐射的形式发射出原子荧光。原子荧光的强度与被测元素在样品中的含量成正比，从而测定样品中金的含量。通过改变反应发生法式，成功的拓展了原子荧光光谱仪可测试元素，新增加了金、银、铜、钴、镍、铬等元素的测试。但是对于测试金的检出限仅能达到小于0.2ng/mL。虽然可以满足常规黄金矿山的测试需求，可是仍然满足不了0.1ppb以下含量微量金的测试需求。
北京金索坤公司的研发团队在此基础上，通过多年不懈的努力探索，终于迎来了SK-880火焰法原子荧光光谱仪的问世。通过将原有的原子化器升级为双层多头屏蔽式原子化器，将激发光源高性能空心阴极灯的圆柱形阴极改为V字形阴极，采用的双光源单道增强技术、双光源扣背景技术，配合新型测金仪专用雾化器等技术的改进，使得金（Au）的检出限由0.2ng/mL提高到了0.05ng/mL，完全满足目前微量金测试的需求。SK-880火焰法原子荧光光谱仪的各项指标及性能均在华北有色地质勘查局燕郊中心实验室得到了验证。
分别对SK-880原子荧光光谱仪的检出限、精密度和线性范围进行了检测。具体测试结果列于表1，表2中。
表1 检出限和精密度的检测
空白溶液 | 20 ng/mL Au标准溶液 |
266.0 | 2177.9 |
266.9 | 2175.5 |
265.4 | 2179.2 |
266.1 | 2178.3 |
266.8 | 2181.9 |
266.7 | 2178.2 |
266.1 | 2181.5 |
265.5 |
|
266.2 |
|
265.7 |
|
265.4 |
|
S0 = 0.55 |
|
DL = 0.0172 | RSD = 0.10% |
由表1中数据可知，SK-880原子荧光光谱仪的检出限DL≤0.05ng/mL，相对标准偏差RSD≤0.3%。另外对浓度为1.0 ng/mL的金标准溶液进行测试，其测得的浓度值标准偏差为0.0107，具体测试结果列于表2。
表2 1.0 ng/mL的金标准溶液测试结果
Au浓度（ng/mL） | 测试次数 | 测得的溶液中Au的浓度（ng/mL） |
1.0 | 20 | 1.01，0.99，0.99，0.99，0.99，0.98，0.98，0.99，0.98，0.96，0.98，0.98，0.98，0.98，0.99，1.00，1.00，1.00，0.99，0.99 |
表3 线性范围的测定
标准系列1浓度 (ng/mL) | 荧光强度 | 标准系列2浓度 (µg/mL) | 荧光强度 |
0 | 272.9 | 0 | 13.2 |
0.5 | 310.4 | 0.02 | 68.1 |
1.0 | 346.8 | 0.1 | 258.1 |
2.0 | 425.7 | 0.3 | 719.7 |
5.0 | 648.8 | 0.5 | 1178.1 |
10.0 | 1046.3 | 0.7 | 1639.9 |
20.0 | 1858.4 | 1.0 | 2279.9 |
y = 79.2064 x + 265.6932 R² = 0.9998 | y = 2274.4241x + 28.287 R² = 0.9997 | ||
由表3中数据可知，金标液浓度在1.0 ng/mL到 1.0 µg/mL范围内，SK-880原子荧光光谱仪测得的荧光强度值与浓度值成线性关系。
通过上述测试数据发现， SK-880火焰法原子荧光光谱仪测试金（Au）时，其灵敏度已经超过石墨炉原子吸收方法，并且线性范围大大超过石墨炉原子吸收方法。石墨炉原子吸收分析高浓度样品时精密度不好，且线性范围窄，而火焰法原子吸收分析高浓度样品时精密度很好，但是灵敏度不佳。
使用SK-880原子荧光光谱仪进行测试时，只需进样测试即可，测试效率大大提高。石墨炉原子吸收光谱法测试需干燥、灰化、原子化、进样测试四个阶段，每个阶段均需一定时间完成，因此每个样品的测试时间会相对较长。由表4可知，石墨炉原子吸收法测试一个样品所需时间为63 s，而使用火焰-原子荧光法测试时间缩短至14 s。
表4 测试速度对比结果
测试方法 | 测试过程 | 所需时间/s | 全过程总时间/s |
石墨炉原子吸收法 | 干燥 | 40 | 63 |
灰化 | 10 | ||
原子化 | 3 | ||
进样 | 10 | ||
火焰-原子荧光法 | 进样（包括换样） | 10 | 14 |
积分 | 4 |
虽然效率提高，但其运行费用却远远低于石墨炉原子吸收方法。以石墨炉分析金元素为例，一个国产石墨管80元左右平，平均600次进样就要消耗一根石墨管，而用进口的石墨管要达到450元左右，平均1000次进样就要消耗一根石墨管。有时候由于氩气保护不好，或除酸不彻底，几十次进样就会损坏一根石墨管，分析费用相当可观。由表5中数据可知，测试一个样品，石墨炉原子吸收法的使用成本是火焰-原子荧光法使用成本的3～7倍。
表5 使用成本对比
测试方法 | 耗材 | 耗材单价（元） | 单个耗材可测样品个数（个） | 平均每个样品所需价格（元） | 每个样品总成本（元） | |
石墨炉原子吸收法 | 石墨管 | 进口 | 450 | 1000 | 0.45 | 0.59(0.235) |
国产 | 80 | 600 | 0.13 | |||
元素灯 | 进口 | 3500 | 70000 | 0.05 | ||
国产 | 600 | 40000 | 0.015 | |||
氩气 | 180 | 2000 | 0.09 | |||
火焰-原子荧光法 | 喷雾器 | 650 | 20000 | 0.0325 | 0.0805 | |
元素灯 | 900 | 20000 | 0.045 | |||
液化石油气 | 150 | 50000 | 0.003 | |||
*注：石墨炉原子吸收法每个样品总成本中，0.59元为使用进口石墨管和元素灯的总成本，括号中的0.235元为使用国产石墨管和元素灯的总成本。
综上所述，火焰法原子荧光光谱仪具有分析浓度范围广，灵敏度高，线性范围宽，测试效率高，分析费用低等优点。
SK-880火焰法原子荧光光度计(微量金专用测试仪)
SK-880火焰法原子荧光光度计技术参数：
测试元素 | Au | Cu | Ag | Cd Zn | Mn |
检出限（DL）ng/mL | <0.05 | <0.2 | <0.02 | <0.01 | <1.0 |
测试元素 | In | Ni | Cr | Co Fe Hg Pb | |
检出限（DL）µg/mL | <2.0 | <0.002 | <0.08 | <0.005 | |
重复性（RSD） | <0.6% | ||||
线性范围 | 大于三个数量级 | ||||
SK-880火焰法原子荧光光度计仪器特色：
◇灵敏度高，检出限可达PPb级，与原子吸收石墨炉相媲美。
◇稳定性好，测试重复性(RSD)小于0.6%。
◇测试速度快，测试每个样品时间约5s。
◇使用成本低，仪器运行消耗的可燃气体是液化石油气（每罐气至少使用一年）。
北京金索坤技术开发有限公司是一家只专注原子荧光光度计的研发、生产的高新技术企业，近四十年的研发探索，金索坤公司的研发团队精心打造出具有多、快、好、省的新一代原子荧光光度计，而SK-880火焰法原子荧光光光度计的问世不仅仅为势头越来越猛黄金检测行业提供了新的检测手段，更是拓展原子荧光仪器的应用领域，使我国原子荧光技术的发展又迈出坚实的一步。