X射線熒光光譜(XRF)應(yīng)用日益增長(zhǎng)

　　作為一種快速、準(zhǔn)無(wú)損的分析技術(shù)——X射線熒光光譜(XRF)得到了廣泛的應(yīng)用。為了了解當(dāng)前XRF的使用范圍和新領(lǐng)域的增長(zhǎng)潛力，我們請(qǐng)一些專(zhuān)家對(duì)于XRF的最重要的應(yīng)用領(lǐng)域、以及面臨的挑戰(zhàn)、與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)論。

　　XRF在地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷在增長(zhǎng)，“地質(zhì)學(xué)家、地質(zhì)工程師、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、鉆井地質(zhì)學(xué)家、鉆井液錄入工和地球化學(xué)家都使用XRF，”陶氏化學(xué)的研究科學(xué)家Lora Brehm指出。例如，使用便攜XRF系統(tǒng)配合井下采礦和能源勘探，以及化學(xué)地層研究是進(jìn)行核心掃描。“由于電感耦合等離子體發(fā)射光譜 (ICP-OES)和原子吸收光譜(AAS)需要使用酸分解樣品，以至于不適于現(xiàn)場(chǎng)分析，但XRF完全可以，特別是小型化的儀器。”

　　芝加哥洛約拉大學(xué)副教授Martina Schmeling也表達(dá)了同樣的意見(jiàn)，“便攜性和現(xiàn)場(chǎng)易用性顯然是XRF的發(fā)展趨勢(shì)，”并稱(chēng)XRF在天然氣勘探等領(lǐng)域也可以應(yīng)用，而且該方法具有非常出色的穩(wěn)定性和易用性。“與質(zhì)譜(MS)方法相比，XRF有很多優(yōu)勢(shì)，其中最主要的一點(diǎn)是不需要載氣和其他消耗品，”她說(shuō)到。“需要重點(diǎn)記住的一件事是，火星上有XRF，而沒(méi)有ICP-MS。”

　　華盛頓州立大學(xué)的分析化學(xué)助理教授Ursula Fittschen，從更廣泛的角度看待XRF與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。他指出，XRF的使用取決于分析物的含量水平和其他因素。“傳統(tǒng)XRF儀器最具吸引力的是在耐火材料分析等應(yīng)用中具有ppm級(jí)水平，”但是，她指出，對(duì)于ppb級(jí)的微量元素分析， ICP-OES是主力，只要樣品量不受限制、消解又很簡(jiǎn)單。對(duì)于有限的樣本，微觀分析工具如全反射XRF或石墨爐原子吸收光譜可能是一個(gè)更好的選擇。“對(duì)于ppt水平的檢測(cè)，需要ICP-MS，”她補(bǔ)充道。

　　幾個(gè)專(zhuān)家都提到了如鋼鐵行業(yè)的質(zhì)量控制過(guò)程中的應(yīng)用，“鋼鐵產(chǎn)品的精度非常高，波散XRF是必要的，”京都大學(xué)教授Jun Kawai說(shuō)，“一臺(tái)有40塊晶體的XRF儀器能夠同時(shí)測(cè)量40個(gè)元素。”

　　XRF在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不只是用于質(zhì)量控制，CTL集團(tuán)的首席科學(xué)家Don Broton指出。“物相鑒定和無(wú)標(biāo)分析的XRF增強(qiáng)了制造工廠迅速評(píng)估替代材料和配方的能力，以及不同制造過(guò)程的副產(chǎn)品，”他說(shuō)。“更好地表征這些‘廢品’使其能夠得到更多的循環(huán)使用，會(huì)加快帶來(lái)一個(gè)綠色的未來(lái)。”

　　維也納大學(xué)教授Christina Streli表示，“未來(lái)，XRF在文物、環(huán)境、醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，將會(huì)被越來(lái)越多的人看到。”

　　洛薩拉摩斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的George Havrilla同意這一觀點(diǎn)，并稱(chēng)，在文物研究領(lǐng)域XRF已經(jīng)證明了它的價(jià)值。“micro XRF對(duì)藝術(shù)品的快速成像分析將給藝術(shù)起源帶來(lái)新見(jiàn)解，”他說(shuō)。“這些技術(shù)揭示了色素是在不斷降解的，使我們明白，我們今天看到的一些藝術(shù)品的顏色與當(dāng)初藝術(shù)家畫(huà)上去時(shí)是不一樣的。”

　　Havrilla還指出，光學(xué)鑷子的最新進(jìn)展使得用XRF能夠檢測(cè)到單個(gè)細(xì)胞的“mechanical manipulation”，進(jìn)而使活體細(xì)胞內(nèi)容物的元素成像成為可能，這可以讓我們對(duì)生物機(jī)制有新的理解。

　　日本筑波國(guó)家材料科學(xué)研究所教授、團(tuán)體領(lǐng)袖Kenji Sakurai，也看到了XRF進(jìn)行化學(xué)狀態(tài)分析的進(jìn)展，包括X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)和X射線近邊吸收(XANES) 技術(shù)的XRF檢測(cè)在同步加速器中應(yīng)用取得的重要成就。“我相信，在科學(xué)和許多工程領(lǐng)域XRF化學(xué)狀態(tài)分析將帶來(lái)新的機(jī)遇。”

編譯：劉豐秋