原子熒光光譜儀(Atomic Fluorescence Spectrometer，AFS)是一種測定微量金屬及其他元素的分析儀器。比起傳統(tǒng)的原子吸收光譜法(AAS)，AFS 具有更高的靈敏度、選擇性和特異性，可滿足更嚴(yán)格的測試要求。

一、分類

根據(jù)不同的激發(fā)源，AFS 可以分為兩類：火焰原子熒光光譜儀(Flame AFS)和電子熱化原子熒光光譜儀(ETAAS)。前者適用于針對分析原子的定量分析，后者則適用于對痕量元素的分析。

二、工作原理

AFS 的工作原理是將目標(biāo)元素原子化后，通過激光束或光源的激發(fā)下轉(zhuǎn)換成熒光，測量熒光的強(qiáng)度來確定元素的濃度。具體說，原子為了轉(zhuǎn)變成熒光，需要吸收特定波長(頻率)的光線，這是由原子的電子殼層的能量差造成的。當(dāng)被激發(fā)的電子從原有的高能級返回到低能級時，它將放出特定波長或頻率的光線，這就是所謂的熒光信號。

其原理是根據(jù)熒光效應(yīng)：激光照射原子，原子中電子吸收能量躍遷到*激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)，但這些激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，當(dāng)電子由*激發(fā)單線態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時，能量會以光的形式釋放，產(chǎn)生熒光，一般持續(xù)發(fā)光時間短于10^-8秒(同時產(chǎn)生的磷光持續(xù)時間大于10^-8秒)。通過熒光光譜儀的檢測，可以獲得物質(zhì)的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、量子產(chǎn)率、熒光強(qiáng)度、熒光壽命、斯托克斯位移、熒光偏振與去偏振特性，以及熒光的淬滅方面的信息。

三、優(yōu)點

1. 高靈敏度：原子熒光光譜儀可以檢測到 ppt 到 ppb 級別的元素濃度，因此可以用于測試微量物質(zhì)。

2. 高特異性和選擇性：AFS可以通過選擇特定的激發(fā)波長來區(qū)分特定元素。

3. 無需標(biāo)準(zhǔn)曲線：與 AAS 不同，AFS 不需要使用標(biāo)準(zhǔn)曲線，可立即實現(xiàn)定量分析。

4. 適用范圍廣：AFS 可以檢測廣泛的元素，并且可以用于不穩(wěn)定、高沸點的元素分析。

四、應(yīng)用

1. 礦產(chǎn)領(lǐng)域：原子熒光光譜儀可用于金屬礦物測量，也可以檢測金屬礦質(zhì)含量。

2. 大氣環(huán)境：AFS 可以檢測大氣中微量元素，如鉛，汞和錳等。

3. 食品領(lǐng)域：AFS 可以測量食品中的微量元素含量，如銅、鋅、硒等。

4. 醫(yī)療和生物學(xué)領(lǐng)域：可以檢測體內(nèi)的微量元素和其他元素，以便治療疾病。

為了使熒光光譜儀能夠接收到更多的熒光，往往采用以下幾個措施：

1、提高激發(fā)光的強(qiáng)度：可以用激光器來代替鹵素?zé)粼?，激光器的功率密度往往比鹵素?zé)舾叩亩?。使用該方法，根?jù)激光器功率的不同，熒光有幾倍到幾個數(shù)量級的提高。但是該方法受實驗室條件限制，并不是任何時候都是可行的，同時，紫外波段的激光器價格比較昂貴。

2、提高探測器的光收集效率：可以在其它幾個方向上放一些反射鏡，把這些方向上的熒光反射到探測器上。使用該方法，可以使收集到的熒光增加幾倍到十幾倍。

3、改進(jìn)光譜儀：熒光分析基本上都是通過光譜儀、分光光度計來實現(xiàn)，進(jìn)入光譜儀、分光光度計的光通量受限于這些儀器的狹縫尺寸。我們可以增大狹縫尺寸，來提高進(jìn)光量。但是，狹縫尺寸的增大，是以犧牲波長分辨率為代價，因此不能無限制的增加狹縫尺寸。提高光譜儀、分光光度計里面的各種反射鏡、光柵對光的反射效率，也是增加探測器接受更多熒光的有效方法之一。大部分的光譜儀公司，都有專門的產(chǎn)品用作熒光測量，這些用作熒光測量的光譜儀、分光光度計都是在這些方面進(jìn)行了改進(jìn)。

AFS 在科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，并且由于其高靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性，其應(yīng)用價值將在未來得到更進(jìn)一步的提升。