简而言之，当样品被引入火焰或其他辐射源时，它会吸收光子并被激发到更高的能级。处于激发态的原子不稳定，因此会通过发射光子返回基态。发射的光子可用于测定样品中元素的浓度。浓度与荧光强度的关系可根据比尔-朗伯定律计算得出。
当将含有待研究金属的适当化合物的溶液吸入火焰中（非火焰技术也可用于雾化）时，以下事件会迅速连续发生。
溶剂蒸发后留下固体残留物
固体汽化并分解为其组成原子，这些原子最初处于基态。
吸收来自外部辐射源的辐射能量。
图：原子荧光光谱法的原理
基态和激发态粒子数之间的关系由玻尔兹曼方程给出。
三、原子荧光光谱的类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光
（1）共振荧光（resonance fluorescence）：当气态原子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光；
（2）非共振荧光：当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。分为直跃线荧光、阶跃线荧光、反斯托克斯荧光三种。
（a）直跃线荧光（direct line fluorescence）：激发态原子迁跃回至高于基态的亚稳态时所发射的荧光称为直跃线荧光。
（b）阶跃线荧光（Stepwise line fluorescence）：光照激发的原子，以非辐射的方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态。非辐射形式为在原子化器中原子与其他粒子碰撞的去激发过程。
（c）反斯托克斯荧光（anti-Stokes fluorescence）：荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发（或反之），再发射荧光返回至基态或较低能级；
（3）敏化荧光（Sensitised fluorescence）
受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以辐射形式去激发而发射的荧光即为敏化荧光。敏化荧光发射过程如下：
以上各类荧光中共振荧光的强度最大，也最为常用。
四、样品制备与要求
（1）固体样品需要0.5~2 g，处理成澄清的酸性溶液状态。这里建议用微波消解，一方面挥发性元素砷、汞可以保留在溶液中，防止挥发造成结果的偏差和对环境的污染；另一方面通过温度、压力的控制，可以保证消解的质量，保证反应完全一致的平行和重复性。
（2）液体样品需要10~20 mL，不含悬浮的固体微粒和胶体或纤维。
五、AFS 中的干扰
由于样品中含有其他物质，辐射强度可能无法准确反映样品的浓度。这些物质会干扰分析过程。荧光光谱法中观察到的一些常见干扰因素包括：
光谱干扰
化学干扰
电离干扰
阳离子-阴离子干扰
阳离子干扰
氧化物形成干扰
六、原子荧光光谱法的优势
AFS 的主要优势在于其高特异性；即使在极低浓度下也能观察到特定元素，这使其成为检测痕量有毒金属的理想选择。AFS 可以检测多种不同的金属，因此是一种用途广泛的测试方法。此外，它还是一种相对简单的方法，这意味着可以快速、高通量地测试样品。
(1)较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、Zn等元素有相当低的检出限，Cd可达0.001ng/m3、Zn为0.04ng/m3。现已有20多种元素的检出限低于原子吸收光谱法。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。
(2)干扰较少，谱线比较简单，采用一些装置，可以制成非色散原子荧光分析仪。这种仪器结构简单，价格便宜。
(3)分析标准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。
(4)由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。
七、AFS分析的局限性
AFS 一次只能检测一种元素，当样品包含多种目标元素时，检测速度会变慢。在这种情况下，ICP-OES或ICP-MS可能更适合。
AFS 主要作用于金属原子，因此在有机和其他非金属基化学中的应用有限。此外，某些化合物会对荧光效应产生干扰，因此该方法并非适用于所有样品。最后，AFS 是一种破坏性方法，这意味着样品在原子化过程中会被有效破坏，分析后无法恢复。
八、AFS 和 AAS 的区别
（1）两者的原理有本质上的不同，AFS是发射光谱分析，AAS则属于吸收光谱分析。AFS测量的原子荧光强度和AAS测量的吸光度都与基态原子浓度成正比关系。
（2）仪器结构和操作手续非常相似。但是AAS的仪器装置形式是光源—原子化器---单色器---检测器是直线，而AFS的光源与单色器不是在直线上，而是成90º，且AFS必须是使用强光源。
（3）检出限方面，AFS比AAS好，精密度这两种方法大致相同，相对标准偏差仅为1%。
（4）干扰情况相似，化学干扰、物理干扰和光谱干扰对两个方法的影响相似，但程度有不同，这与它们所采用的光源特性有关系。在AFS中光的散射干扰在定程度上比AAS严重。同时AFS中的荧光猝灭效应对荧光强度的影响也是比较严重的，以致在测定复杂基体的试样及高含量样品时，尚有定的困难。此外，散射光的干扰也是原子荧光分析中的个麻烦问题。
（5）与AAS比较，AFS还具有：多元素同时测定，仪器结构简单（非色散原子荧光仪），灵敏度高等优点。
（6）与AAS比较， AFS需要高浓度酸，标准需要预还原，实验条件较严等。
九、应用
原子荧光光谱法（AFS）的灵敏度较原子吸收法高、仪器简单、采集和运行成本低的常见原子光谱技术。已广泛应用于各领域的痕量元素分析。目前主要用于Cd、Zn、Hg、As、Sb、Sn、Pb、Ga和In等元素的测定。
临床：分析血液、尿液、指甲和头发中的的Pb、Hg、As、Sb、Bi、Ge和Se；血清和尿液样品中的Cu、Zn和Pb。
环境：测定 1ng/L级的Hg含量；As、Se、Sb和Te的检出限在10-50 ng/L范围内。空气中的Hg含量检出限在10 pg。通过石墨炉激光-AFS测定样品中元素飞克（10-5）级的含量。
农业：分析奶制品、酒、饲料、肉类、烟草等产品中As、Hg、Pb、Sb和Se元素。
材料：合金中确定某些元素如Cu、Fe、Mg、Mn、Ni和Zn等。
表1. 常用元素的原子荧光吸收[1]
Pingyue Hu[2]等开发了一种无需色谱分离的新型紫外（UV）原子化原子荧光光谱法（UV-AFS），用于测定食物样品中汞（无机汞Hg2+和甲基汞MeHg+）的定量形态分析。使用0.1％（m/v）KBH4作为还原剂，通过使用非紫外线辐射模式测量了无机汞。在紫外原子化下，由KBH4生成的挥发性MeHg+氢化物（MeHgH）可以转化为元素汞蒸气，并且在该UV原子化模式下检测到总Hg（MeHg+和Hg2+）。在优化的实验参数条件下，Hg2+和MeHg+的检出限分别为0.015 ng mL-1 和0.081 ng mL-1 。相对标准偏差（RSD）（n=11）分别是2.4%和0.4%。
实验过程示意图
表2. 该测定方法Hg2+和MeHg+检出限、精密度和校准函数
参考文献
[1] Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry, Editor, F.Settle, Low Price Edition, Pearson Education Inc, New Delhi, 2004.
[2] Hu, Pingyue, Wang, Xiu, Yang, Li, Yang, Haiyan, Tang, Yuyi, Luo, Hong, Xiong, Xiaoli, Jiang, Xue, Huang, Ke. Speciation of mercury by hydride generation ultraviolet atomization-atomic fluorescence spectrometry without chromatographic separation[J]. Microchemical Journal, 2018, 143, 228-233.返回搜狐，查看更多