共振激光剥蚀/诱导-原子荧光法：固体样品分析与元素成像

Current commercial hydride generation atomic fluorescence spectrometer (HG-AFS) has the main advantage of high sensitivity, but it suffers heavy interference from transition metals, limited detectable elements, liquid sampling only, and impossible elemental imaging.Photochemical vapor generation (PVG) has little transition metal interference, but just adds a few more detectable elements.Previous studies showed that electtrothermal vaporization (ETV) may greatly expand the range of detectable elements, but there exists heavy scattering background. Therefore, we here proposed to use broad range wavelength tunable narrow line OPO laser:(1) for resonant laser ablation to selectively vaporize analyte element in order to eliminate light scattering from complicated sample, and meanwhile to realize direct solid sampling and surface elemental imaging analysis;(2) as the source for PVG for higher selectvitiy, and for its mechanism studies; and (3) as an excitation source for high sensitivity laser induced atomic fluorescence spectrometry with laser excitaion wavelength modulation for background correction. We hope the success of this proposal will possibly help with the solution of some basic technical problems of the current HG-AFS, thus broadening its future development.

现有氢化物发生-原子荧光光谱分析法（HG-AFS）具有灵敏度高等优点，但该法受过渡金属干扰严重，可测元素范围有限，不能固体直接进样，未能用于成像分析。光化学蒸气发生法（PVG）的引入，提高了抗过渡金属干扰的能力，但也只增加了几个可测元素；前期工作结果表明，引入电热气化（ETV）进样技术可扩大现有AFS仪器可测元素范围，但散射干扰严重。因此，本项目提出：（1）引入宽波长范围可调谐的窄线共振激光选择性剥蚀被测元素，从而最大限度地消除基体散射干扰，并可实现固体直接进样分析和固体表面元素成像；（2）用该激光作为PVG的辐射源，选择性地进行PVG，并深入研究其机理；（3）以该激光诱导原子荧光，提高AFS灵敏度，并提出用激光波长调制扣除AFS背景，从而解决ETV-AFS中散射背景干扰的问题。本项目旨在为解决HG-AFS进一步发展的基础技术难题寻找新的途径，从而拓宽国产原子荧光光谱仪的发展方向和层次。

现有氢化物发生-原子荧光光谱分析法（HG-AFS）具有灵敏度高等优点，但该法也存在诸多缺陷，如过渡金属干扰严重等。引入光化学蒸气发生可增加抗干扰能力，引入电热气化（ETV）进样可以扩展可检测的元素范围。本项目主要完成了：（1）蒸气进样（包括电热蒸发进样）技术的改进，特别是光化学蒸气发生进样及其新应用；（2）基于原子光谱的元素成像分析之初步研究；（3）原子光谱固体进样分析技术；（4）原子光谱相关仪器部件的研制；（5）氢化物发生（冷原子蒸气）-原子荧光光谱分析法在生物分析中的应用。研究结果提高了进样效率，改善了一些原子光谱分析法的检测能力，扩展了其应用范围。研究成果在包括5篇美国分析化学期刊在内的国内外刊物发表了21篇学术论文。