简而言之,样品通过高精度微量移液器引入石墨炉,以分配极小的体积,通常在 0.5 到 10 微升之间。这种液体通过一个小注射孔小心地放置在石墨管内。整个过程在一个充满惰性氩气的密封腔室中进行,以防止不必要的化学反应。
石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)中的样品引入方法不仅仅是转移;它是一个旨在实现绝对精度的关键步骤。整个分析都取决于将微量已知量的样品精确地送入受控环境以进行完全原子化。
石墨炉在分析中的作用
什么是石墨炉?
石墨炉是一种小型电加热石墨管,在GFAAS中用作原子化池。该技术旨在测量样品中特定元素的痕量和超痕量浓度。
炉子的功能是执行程序化的温度序列。该序列首先干燥样品,然后热解(灰化)基质,最后使目标元素原子化,形成可测量的自由原子云。
目标:产生自由原子
炉子的最终目的是原子化。来自特定灯的光穿过石墨管。为了使分析有效,被测元素必须转化为中性基态原子的云。这些自由原子将吸收光,吸收量与它们的浓度成正比。
样品引入的机制
石墨管和进样口
炉子的核心是石墨管,通常几厘米长。管侧面钻有一个小孔,即样品进样口。这个孔是液体样品的入口。
微量移液器方法
引入样品最常用的方法是使用微量移液器。这可以由熟练的分析人员手动完成,但更常见的是使用自动进样器。
自动进样器使用带有移液器尖端的机械臂吸取精确的样品体积,并通过进样口分配。尖端经过精心定位,将液滴放置在管的内表面或称为 L'vov 平台的专用插件上。
惰性气氛的重要性
整个炉子连续用高纯度氩气吹扫。这种惰性气氛至关重要,原因有二:
- 它保护石墨管。在原子化所需的高温下(通常>2000°C),石墨在有氧气的情况下会立即燃烧。
- 它防止分析物损失。氩气吹扫可防止样品元素形成稳定的、难熔的氧化物,这些氧化物难以原子化并导致不准确的低读数。
常见陷阱和关键因素
精度不容妥协
GFAAS 测量的是十亿分之几 (ppb) 甚至万亿分之几 (ppt) 的浓度。最终计算出的浓度基于微小的初始体积。分配 10 微升样品时出现 5% 的误差意味着最终结果会产生 5% 的误差。这就是为什么自动进样器因其卓越的重复性而受到压倒性青睐。
样品放置影响准确性
样品在管内的放置位置很重要。如果直接放置在管壁上,样品会随着管壁加热而原子化。如果放置在 L'vov 平台(管内的一个小石墨板)上,平台主要通过辐射加热。这会将原子化延迟到管内周围气体达到稳定的高温,这有助于减少化学和基质干扰。
喷雾系统是一种替代方案
虽然在 GFAAS 中较不常见,但也可以使用喷雾系统或雾化器。该装置将液体样品转化为细小的气溶胶,其中一部分被引导到炉子中。这种方法更常用于其他原子光谱技术,如 ICP-OES 或火焰原子吸收光谱法。
如何将其应用于您的分析
- 如果您的主要重点是常规、高通量分析:自动进样器是唯一可接受的选择。其无与伦比的精度和重复性对于生成可靠和可辩护的数据至关重要。
- 如果您的主要重点是方法开发或样品量非常低:手动移液可能就足够了,但这需要操作员具备卓越的技能和细致的实践,以最大程度地减少每次进样之间的体积变化。
- 如果您的主要重点是分析具有挑战性的样品:了解样品放置是关键。使用 L'vov 平台和修改温度程序可以显著减少干扰并提高准确性。
掌握精确、清洁地引入样品是石墨炉分析中获得准确、灵敏结果的基础步骤。
总结表:
| 方面 | 详情 |
|---|---|
| 方法 | 微量移液器或自动进样器 |
| 样品体积 | 0.5 至 10 微升 |
| 进样点 | 石墨管进样口 |
| 气氛 | 惰性氩气 |
| 关键因素 | 精度、样品放置(例如,L'vov 平台) |
| 常见用途 | GFAAS 中的痕量元素分析 |
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