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[科普中国]-基体干扰

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谱线的强度与试样的组成、蒸发、原子化、激发、电极材料等条件有关,而且共存元素也影响被测元素的谱线强度,后者的干扰称为基体干扰(matrix interference),又称基体效应。实验中,常常主要考虑的干扰是基体干扰。试样组成越复杂,基体干扰越显著,分析误差越大。主要原因是在激发过程中,试样组成的变化引起激发温度的变化。为消除干扰,通常在基体中加入光谱缓冲剂或光谱载体。1

简介在原子吸收光谱中,干扰情况是很复杂的。在文献中,对于干扰有不同的分类方法,就干扰发生的原因而言,可以分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰;就干扰发生的过程而言,可以分为凝聚相干扰和气相干扰;就干扰效应而言,可以分为传输干扰,空间分布干扰等。就干扰来源而言,分为基体干扰和其他共存组分的干扰。基体干扰是石墨炉原子吸收分析法中存在的一种主要干扰源,特别是分析地质、生物样品和海水等基体组成复杂样品中的痕量元素时,基体干扰是十分显著的。在火焰原子吸收分析法中,也存在基体干扰。2

基本性质基体干扰(matrix interference)是由于试样中含量高的组分的基体效应对测定痕量元素产生的干扰。基体效应引起的干扰,在性质上可以是物理干扰,也可以是化学干扰或光谱干扰。大量基体的存在,会改变试样的某些物理性质,引起进样、蒸发状况的变化。

例如,在石墨炉中高浓度基体挥发出来的气态分子产生的“微粒云”,引起分子吸收和光散射,会产生很强的背景吸收。或者挥发物在石墨管较冷的两端冷凝后在下次测定循环中再重新蒸发,产生严重的记忆效应。或者,在挥发和蒸发过程中,夹带被测元素共挥发和共蒸发,造成被测元素的损失。若基体是化学活性的,在蒸发、灰化、原子化过程中,与被测元素形成易挥发的或难解离的化合物,引起被测元素的损失、原子化效率下降或者记忆效应。例如大量HCl和HClO的存在可能使Cd、In、Mn和Hg等产生挥发损失,高温元素基体生成难解离碳化物产生严重的记忆效应等。由此可见,基体干扰的情况是比较复杂的,可以产生多种性质的干扰。在原子吸收光谱分析中,一定要设法避免和消除基体干扰。2

消除干扰方法原子吸收光谱法(AAS)的基体干扰,在火焰法中大量基体原子化使被测元素基态原子被冲淡(稀释),降低被测元素吸收值。消除这种干扰的方法是在无火焰原子吸收光谱法(FAAS)中,在标准溶液中加入纯基体或分离基体,基体量不高时改用标准加入法。基体也可以用电解、沉淀分离,或用离子交换萃取被测元素,使其与基体分离。

消除石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)中的基体干扰经常采用加入基体改进剂,其作用是:

1、使基体转化为易挥发的化合物,被测元素形成较稳定的化合物以防止被测元素基态原子在灰化阶段损失和消除基体干扰;

2、使基体形成难解离的化合物,并且降低被测元素的原子化温度。

本词条内容贡献者为:

杨剑虹 - 教授 - 西南大学