去年参加了一次饮用水中Fe和Mn的能力验证,我使用火焰原子吸收法进行测定,因为平时测定Fe和Mn样品比较多,也经常做质控样品,所以认为应该不会有问题,在测定能力验证样品的同时还测定了水中Fe和Mn的质控样品(标准物质中心购买),测定时工作曲线线性很好,质控样品完全合格,样品平行性也非常好,满怀信心的报出数据,然而结果却是我们的Mn的结果是离群值(偏低),Fe结果满意,非常郁闷的开始找原因。
1、 查阅文献。火焰原子吸收法测定Mn是非常成熟的方法,而且干扰很少,文献中基本没有关于Mn测定影响方面的内容。唯一要注意的就是由于锰在279.5nm、279.8nm和280.1nm处有吸收线,在设置仪器参数时要将通带宽度设置为0.2nm,以防止光谱干扰。下图为通带宽度设置为0.2nm和0.4nm情况下锰三线的分离情况。
虽然从图上看不同通带宽度,三条谱线分离情况不同,但是从实际的测试结果来看,没有明显差别。我们使用的某型原子吸收,其软件中推荐的条件是测定线用279.6nm,通带0.4nm,虽然该条件在理论上讲会导致279.8nm这条线的影响,但是从结果上来看却没有影响。所以排除仪器参数设置问题。
2、 稀释能力验证样品时酸或者水的影响。更换硝酸和超纯水,结果仍偏低。而且直接测定未经稀释的原液,然后按照相应的倍数换算,结果仍偏低。
3、 标准曲线问题。曲线线性为0.9999,且质控样品合格,证明曲线没有问题;另外将相同的试剂和溶液在另外一台原子吸收上使用,测定能力验证样品,结果合格。所以排除标准溶液问题。
4、 更换乙炔气体。曾经听说有因为乙炔气体纯度不好,会导致测定结果不准确。更换乙炔气体后,数值仍然偏低。
5、 元素灯问题。更换元素灯,结果无变化,将该仪器上的元素灯安装到另一台原子吸收上进行测定,结果正常。
6、 加标回收率实验。加标回收率测定结果发现只有60%多,证明该能力验证样品有较强的基体干扰,不是单纯的酸溶液。
7、 使用标准加入法测定。平时很少用该方法测定样品,只是知道该法可以克服基体干扰。测定结果在满意范围,工作曲线见下图(采用仪器工作软件自定义方法测定,测定线为279.6nm)。
虽然用标准加入法得到了正确的结果,但是总觉得实质问题没有解决,所以请仪器工程师帮忙分析原因。通过电话和电子邮件和工程师交流了很多次,都没有找到原因。直到工程师上门,当我点燃火焰时,经验丰富的工程师一眼就发现了问题,他发现仪器火焰高度很低,而且在火焰与燃烧头相交处呈一条黄色的线,这个火焰现象说明我目前的火焰中燃气的比例偏高,而不是方法中所说的中性火焰。工程师通过测量燃气和空气的流量证实了他的推测,最终通过校准流量计解决了仪器问题。
问题虽然解决了,但是我觉得通过这件事,我觉得突出反映了以下几个问题,这些问题需要在工作中加以改进,今天写出来也希望广大同行能够借鉴,并提出宝贵意见。
1、 质控手段单一。平时工作中使用最多质控方法就是标准样品的检测,然而我们使用的很多质控样品都是纯物质,没有基体的干扰,代表性比较差,从上面例子就可以看出。所以,在工作中应丰富质控手段,尤其是重视加标回收率,实验室间对比,不同仪器见的对比。
2、 对于基体复杂的样品建议使用标准加入法测定。虽然操作复杂,但是能够保证数据的准确。
3、 增强对仪器的了解。虽然在理论上很明白了不同燃气比例的火焰性质,但是当气体流量出现问题时,没有从火焰上立即发现问题,说明平时对仪器掌握还不够,需要理论联系实际。
补充内容非常感谢anping老师的指点和建议,下面是补充内容。
1、随着火焰中乙炔比例的增加,背景值变化(见下图)。
为了方便比较,在点燃火焰的情况,每次增加乙炔流量0.2L/min,连续记录背景值变化。红色线为吸光度值,蓝色线为背景值。从蓝色线可以很明显看出,随着火焰中乙炔比例的增加,背景值逐渐增加,火焰的通透性变差了。
2、随着火焰中乙炔浓度的增加,火焰颜色及高度的变换。(下面三张图)
随着乙炔浓度的增加,可以看到火焰由通透的蓝色变的发黄,火焰高度增高了,