以水为载流的原子荧光分析同步测定汞与砷的方法转让专利
申请号 : CN201910227202.2
文献号 : CN111103270B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 龚治湘 , 杨梅 , 龚晖
申请人 : 重庆民泰新农业科技发展集团有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.以水为载流的原子荧光分析同步测定汞与砷的方法,包括试液的制备、取样输液、试液和还原剂在反应器中反应、荧光检测步骤,其特征在于,还包括汞和砷原子化步骤;所述试液为As和Hg的混合标准溶液或样品溶液,所述试液的酸度即盐酸浓度为10%;所述取样输液过程中,用水替代HCl和还原剂做载流,使试液和还原剂被水载带推送至反应器中完成反应;还原剂为100ml‑250ml的NaBH4溶液;所述取样输液过程为先取样,即同时分别引入所述酸度的试液和一定浓度的还原剂,再输液,即以纯净水为载流分别载带推送试液和还原剂进入反应器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述取样时间为4‑5秒,所述输液时间为8‑
10秒。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测定As的浓度范围为1‑50ng/ml,Hg的浓度范围为0.1‑2ng/ml。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,所述标准溶液为As和Hg的混合标准溶液,所配制的系列混合标准溶液中的Hg浓度为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5ng/ml,顺序对应As浓度为0、10、20、30、40、50ng/ml。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述系列混合标准溶液的配制方法为:先配制含500ng/ml As和5ng/ml Hg的混合标准溶液,分别取此标准溶液0、1、2、3、4、5ml于
50ml塑料定量瓶中,各加5%Vc—5%硫脲溶液5ml,浓度为50%的HCl 10ml,用水稀释至刻度得到。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对同一试液进行一次取样输液检测并获得Hg和As的对应的荧光信号。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,逐一获取各系列混合标准溶液中Hg和As的荧光信号,分别制作混合标准液的0.1‑0.5ng/ml Hg和10‑50ng/ml As标准曲线。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,样本称量后置于定量瓶中,加5%Vc—5%硫脲溶液,加浓度为50%的HCl适量,使用水稀释至刻度后样品溶液的酸度为10%;同步测定样品溶液Hg和As的荧光信号,依据各自的标准曲线获得对应的浓度从而计算出各自在样本中的含量。
9.根据权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的方法,其特征在于,包括以下操作:操作1.按要求配制系列Hg和As混合标准溶液和样品溶液,配制NaBH4溶液,准备两杯纯净水;
操作2.启动原子荧光仪,调整至所需工作状态;
操作3.制作标准曲线:
A1)取样:将两根取样用进液毛细管端头分别插入标准空白液和NaBH4溶液中取样,4‑5秒后取样的蠕动泵停止工作;
A2)换插:将两根毛细管端头取出置于一水杯清洗水中洗净,随即转入另一水杯的载流水中,蠕动泵重新启动;
A3)载流测定:驱动载流纯净水分别载带试液和还原剂进入反应器,仪器同时启用对应Hg和As的激发光源,测定空白的荧光信号并分别记录Hg和As空白的荧光值;
A4)空白荧光信号达稳定后,用混合标准溶液替换空白液,重复A1)—A3)的操作按浓度由低到高依次逐一测定系列混合标准溶液中Hg和As各自的荧光信号并分别记录荧光值;
A5)分别制作混合标准液的0.1‑0.5ng/ml Hg和10‑50ng/mlAs标准曲线;
操作4.测定样品溶液:用清洗水清洗进液毛细管后,用样品溶液替换空白液,按A1)—A3)的操作对样品溶液进行测定得到样品溶液Hg和As各自的荧光值,从A5)制作的各自标准曲线中得到样品溶液中的Hg和As各自的浓度,再根据相关参数计算出样品中Hg和As各自的含量。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,包括以下操作:操作1.按要求配制系列Hg和As混合标准溶液和样品溶液,配制NaBH4溶液,准备两杯纯净水;
操作2.启动原子荧光仪,调整至所需工作状态;
操作3.制作标准曲线:
A1)取样:将两根取样用进液毛细管端头分别插入标准空白液和NaBH4溶液中取样,4‑5秒后取样的蠕动泵停止工作;
A2)换插:将两根毛细管端头取出置于一水杯清洗水中洗净,随即转入另一水杯的载流水中,蠕动泵重新启动;
A3)载流测定:驱动载流纯净水分别载带试液和还原剂进入反应器,仪器同时启用对应Hg和As的激发光源,测定空白的荧光信号并分别记录Hg和As空白的荧光值;
A4)空白荧光信号达稳定后,用混合标准溶液替换空白液,重复A1)—A3)的操作按浓度由低到高依次逐一测定系列混合标准溶液中Hg和As各自的荧光信号并分别记录荧光值;
A5)分别制作混合标准液的0.1‑0.5ng/ml Hg和10‑50ng/mlAs标准曲线;
操作4.测定样品溶液:用清洗水清洗进液毛细管后,用样品溶液替换空白液,按A1)—A3)的操作对样品溶液进行测定得到样品溶液Hg和As各自的荧光值,从A5)制作的各自标准曲线中得到样品溶液中的Hg和As各自的浓度,再根据相关参数计算出样品中Hg和As各自的含量。
说明书 :
以水为载流的原子荧光分析同步测定汞与砷的方法
技术领域
还原成气态氢化物或原子,同时产生大量氢气。氢化物分子在高温氢火焰中解离成基态原
子,并被激发光源特定频率的辐射所激发至高能状态,由于高能级极不稳定,激发态原子在
去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。荧光强度与待测元素的浓度相关,
通过检测器(通常为光电倍增管)测定其荧光信号强度得到被测元素的浓度。
和还原剂通过输液系统传送、并被载液(也称载流)载带送入反应器中发生化学反应,生成
气态原子或氢化物分子(统称为“蒸气”)及氢气,在载气(通常为氩气)的载带下进入原子化
器。
一个样品;对于样品中含量差距比较大的样品,例如土壤中As的含量远高于Hg,现有的原子
荧光仪一直不能同时测定这种样品中的Hg和As。
发明内容
溶液或样品溶液,所述试液的酸度即盐酸浓度为10%;所述取样输液过程中,用水替代HCl
和还原剂做载流,使试液和还原剂剂被水载带推送至反应器中完成反应。
分别载带推送试液和还原剂进入反应器。
0.5ng/ml,顺序对应As浓度为0、10、20、30、40、50ng/ml。
液5ml,浓度为50%的HCl 10ml,用水稀释至刻度得到。
号,分别制作混合标准液的0.1‑0.5ng/ml Hg和10‑50ng/mlAs标准曲线。
酸度为10%;同步测定样品溶液Hg和As的荧光信号,依据各自的标准曲线获得对应的浓度
从而计算出各自在样本中的含量。
值;
自标准曲线中得到样品溶液中的Hg和As各自的浓度,再根据相关参数计算出样品中Hg和As
各自的含量。
原子荧光分析中,能同步测定样本中含量悬殊的汞与砷,在解决此类样本检测难题的同时,
还克服了普遍认识中原子荧光分析不可能用水为载流的技术偏见。同时,与HCl、NaBH4做载
流不同,超纯水不含被测定组分,输液过程中也不会与试液或还原剂发生任何化学反应,更
无大量气泡(酸和还原剂产生氢气导致)粘附在流路的管壁上,能使所有输液流路得到最彻
底的冲洗。因此,以水为载流的原子荧光技术,有效的克服了记忆效应,提高了测定灵敏度
和准确度,同时节省了大量高纯HCl和还原剂NaBH4,分析成本大幅度降低,操作环境也得到
显著改善。
附图说明
和10‑50ng/mlAs混合液的标准曲线(荧光值‑浓度)。
具体实施方式
其中由输液系统向反应器中分别引入试液和还原剂(试剂),引入过程中分别要使用盐酸和
还原剂做载流。
纯净水做载流,各自存样环中的试液和试剂在水的载带下被推送入反应器中反应,同时,载
流的纯净水也对输液系统的管路进行清洗。
应器连通;用于盛放还原剂的试剂瓶,试剂瓶通过进试剂管与反应器连通;用于盛放纯净水
的水瓶,水瓶出水口通过进水管分别与进样管入口和进试剂管入口连通,通过切换进水管
来控制进水。该输液系统的独到设计是,输液系统中不包括输注盐酸的配套装置,与公知的
输液系统明显区分且显著不同。该输液系统,与包括反应器、原子化器、激发光源和检测器
等的常规原子荧光仪共同构成本发明以水为载流的原子荧光分析装置。
试剂进入反应器反应,利用原子化器使反应后蒸气原子化,再通过激发光源(图1显示为两
个)和检测器获取待测元素的荧光信号(测定)进而计算得到试液中待测元素的浓度。该输
液过程完全不使用盐酸为载流,试剂的载流也改用纯净水,与公知的输液体系显著不同且
超乎常规想象。
浓度/ng/ml 1‑50 1‑10 1‑10 1‑50 0.1‑2 2‑25 0.05‑2
HCl/% 10 10 10 10 5‑10 10 4
水管连通,将水吸入进样管和进试剂管,载带推送空白液和试剂(至检测其检测完成8‑10
秒);3)反应器、原子化器、激发光源(可选择单道或双道)工作,检测器记录空白荧光值;4)
按浓度自低至高顺序更换装有不同浓度标准溶液的试液瓶,重复步骤1)‑3),顺序测定并得
到标准系列中每个溶液对应的荧光值;5)绘制荧光值‑浓度标准曲线。
测元素的浓度数值。
反应器连通;用于盛放纯净水的两个水瓶,一个(水杯1)盛放清洗用水用来清洗毛细管,另
一个(水杯2)盛放载流水作为载流。在原子荧光分析输液过程中可使用蠕动泵,试液和试剂
在蠕动泵的作用下由两支毛细管分别输入存样环(称为“取样”)后,两毛细管靠头端的前段
转入水杯1的清洗纯净水中洗净(参见图2中虚线所示),然后两毛细管头端再转入水杯2中
(参见图2中点画线,称为“换插”),用载流纯净水载带存样环中的试液和试剂推入反应器。
同理,化学反应产生的原子或分子蒸气输入原子化器后被原子化,并被激发光源的辐射所
激发。发射的荧光信号经检测得到试液中待测元素的浓度。
细管从试液和试剂中取出,先置于水杯1片刻后转入水杯2中(即换插)的时间一般2‑3秒即
可。水杯2中载流水将存样环中的试液和试剂推送直至测定结束的时间为8‑10秒,在这段时
间内测量该元素的荧光信号。
值;
自标准曲线中得到样品溶液中的Hg和As各自的浓度,再根据相关参数计算出样品中Hg和As
各自的含量。
50%的HCl 10ml,用水稀释至刻度,所得系列标准溶液中的Hg浓度为0、0.1、0.2、0.3、0.4、
0.5ng/ml,As浓度为0、10、20、30、40、50ng/ml。
幅为仪器双道进行Hg/As检测检测条件页面示例截图,图3的B幅为Hg/As的峰值曲线,呈现
出类似高斯分布的信号谱图,图3的C幅为混合标准溶液Hg和As的标准曲线(标准曲线的信
号根据谱图面积计算,且已减去空白面积)。
述操作4的过程同步测定样本溶液Hg和As的荧光信号,依据各自的标准曲线获得对应元素
的浓度从而计算出各自在样本中的含量。测定结果见表3。
推荐值相符,说明以水为载流原子荧光分析方法及装置消除了测定Hg存在的严重记忆效
应。
该测定操作中以水为载流而不需要盐酸,NaBH4溶液只需要100ml‑250ml用于参与反应,整
个测试过程的时间和成本都大幅度降低。
0.1161 763 1.368 50 0.425
0.2357 1167 2.033 50 0.430
0.1846 963 1.691 50 0.460
0.1940 963 1.691 50 0.438