ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С ПОЛНЫМ ВНЕШНИМ ОТРАЖЕНИЕМ (TXRF) К ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ОБЪЕКТАМ: ОПЫТ ЛАБОРАТОРИИ TXRF (ЦКП «ГЕОДИНАМИКА И ГЕОХРОНОЛОГИЯ»)

В отличие от традиционной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, рентгенофлуоресцентная спектрометрия с полным внешним отражением не является распространенным и рутинным методом анализа твердых образцов с минеральной матрицей, но имеет большой потенциал для геохимических, геологических и археологических исследований. Быстрый многоэлементный анализ очень малого количества образца может быть выполнен с помощью способа внутреннего стандарта, который не требует стандартных образцов для калибровки. Это несомненное преимущество метода TXRF по сравнению с традиционным рентгенофлуоресцентным методом, особенно при ограниченном количестве доступного материала объекта и отсутствии подходящих эталонных образцов. В этой статье представлен наш опыт применения TXRF-спектрометрии для элементного анализа апатита, керамики, осадков, руд и конкреций. Особое внимание уделено процедуре пробоподготовки, поскольку она является одним из основных источников ошибок при анализе. Приготовить тонкий однородный образец из твердого образца со сложной минеральной матрицей непросто. Стратегию пробоподготовки следует выбирать с учетом особенностей аналитического объекта, содержания определяемых элементов и точности, необходимой для надежной интерпретации. Рассмотрены примеры приготовления суспензии для экспресс-анализа руд и осадков, оригинальные процедуры химического разложения апатита и керамики.

1. Akhmetzhanov T.F., Pashkova G.V., Chubarov V.M., Labutin T.A., Popov A.M., 2021. Three Calibration Techniques Combined with Sample-Effective Design of Experiment Based on Latin Hypercube Sampling for Direct Detection of Lanthanides in REE-Rich Ores Using TXRF and WDXRF. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 36 (1), 224–232. https://doi.org/10.1039/D0JA00264J.

2. Chubarov V.M., Pashkova G.V., Panteeva S.V., Amosova A.A., 2021. Multielement Analysis of Continental and Lacustrine Ferromanganese Nodules by WDXRF, TXRF, and ICP-MS Methods. Intercomparison Study and Accuracy Assessment. Applied Radiation and Isotopes 178, 109981. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2021.109981.

3. Compton A.H., 1923. CXVII. The Total Reflexion of X-Rays. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 45 (270), 1121–1131. https://doi.org/10.1080/14786442308634208.

4. Klockenkämper R., von Bohlen A., 2015. Total-Reflection X-Ray Fluorescence Analysis and Related Methods. Wiley, Hoboken, USA, 552 p. https://doi.org/10.1002/9781118985953.

5. Maltsev A.S., Chuparina E.V., Pashkova G.V., Sokol’nikova J.V., Zarubina O.V., Shuliumova A.N., 2021a. Features of Sample Preparation Techniques in the Total-Reflection X-Ray Fluorescence Analysis of Tea Leaves. Food Chemistry 343, 128502. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128502.

6. Maltsev A.S., Ivanov A.V., Chubarov V.M., Pashkova G.V., Panteeva S.V., Reznitskii L.Z., 2020. Development and Validation of a Method for Multielement Analysis of Apatite by Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry. Talanta 214, 120870. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.120870.

7. Maltsev A.S., Ivanov A.V., Pashkova G.V., Marfin A.E., Bishaev Y.A., 2021b. New Prospects to the Multi-Elemental Analysis of Single Microcrystal of Apatite by Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 184, 106281. https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106281.

8. Maltsev A.S., Pashkova G.V., Fernández-Ruiz R., Demonterova E.I., Shuliumova A.N., Umarova N.N., Shergin D.L., Mukhamedova M.M., Chubarov V.M., Mikheeva E.A., 2021c. Characterization of Archaeological Ceramics from Eastern Siberia by Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry and Principal Component Analysis. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 175, 106012. https://doi.org/10.1016/j.sab.2020.106012.

9. Maltsev A.S., Sharykina D.S., Chuparina E.V., Pashkova G.V., Revenko A.G., 2019a. Multielement Analysis of Tea by Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry. Analytics and Control 23 (2), 247–257. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.009.

10. Maltsev A.S., von Bohlen A., Yusupov R.A., Bakhteev S.A., 2019b. Evaluation of Analytical Capabilities of Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry for the Analysis of Drinks with Sucrose Matrix. Analytics and Control 23 (4), 483–493. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.009.

11. Maltsev A.S., Yusupov R.A., Bakhteev S.A., 2022. Overcoming Absorption Effects in the Determination of Light Elements in Beverages by Total‐Reflection X‐Ray Spectrometry. X-Ray Spectrometry. Special Issue Article, 1–8. https://doi.org/10.1002/xrs.3283.

12. Pashkova G.V., Aisueva T.S., Finkelshtein A.L., Cherkashina T.Y., Shchetnikov A.A., 2018a. Quantitative Approaches to the Determination of Elements in Lake Sediments by Total Reflection X-Ray Fluorescence. Microchemical Journal 143, 264–271. https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.08.020.

13. Pashkova G.V., Aisueva T.S., Finkelshtein A.L., Ivanov E.V., Shchetnikov A.A., 2016. Analytical Approaches for Determination of Bromine in Sediment Core Samples by X-Ray Fluorescence Spectrometry. Talanta 160, 375–380. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.07.059.

14. Pashkova G.V., Chubarov V.M., Akhmetzhanov T.F., Zhilicheva A.N., Mukhamedova M.M., Finkelshtein A.L., Belozerova O.Y., 2020. Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry as a Tool for the Direct Elemental Analysis of Ores: Application to Iron, Manganese, Ferromanganese, Nickel-Copper Sulfide Ores and Ferromanganese Nodules. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 168, 105856. https://doi.org/10.1016/j.sab.2020.105856.

15. Pashkova G.V., Mukhamedova M.M., Chubarov V.M., Maltsev A.S., Amosova A.A., Demonterova E.I., Mikheeva E.A., Shergin D.L., Pellinen V.A., Teten’kin A.V., 2021. Comparative Analysis of X-Ray Fluorescence Methods for Elemental Composition Determination of the Archaeological Ceramics from Low Sample Quantity. Analytics and Control 25(1), 20-33. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2020.25.1.001.

16. Pashkova G.V., Revenko A.G., 2013a. Choice of Conditions for the Natural Water Analysis Using a Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer. Analytics and Control 17 (1), 10–20. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2013.17.1.002.

17. Pashkova G.V., Revenko A.G., 2013b. Determination of Elements in Water Using a Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer. Analytics and Control 17 (2), 122–140. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2013.17.2.001.

18. Pashkova G.V., Revenko A.G., 2015. A Review of Application of Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry to Water Analysis. Applied Spectroscopy Reviews 50 (6), 443–472. https://doi.org/10.1080/05704928.2015.1010205.

19. Pashkova G.V., Revenko A.G., Finkelshtein A.L., 2013. Study of Factors Affecting the Results of Natural Water Analyses by Total Reflection X‐Ray Fluorescence. X‐Ray Spectrometry 42 (6), 524–530. https://doi.org/10.1002/xrs.2513.

20. Pashkova G.V., Smagunova A.N., Finkelshtein A.L., 2018b. X-Ray Fluorescence Analysis of Milk and Dairy Products: A Review. TrAC Trends in Analytical Chemistry 106, 183–189. https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.06.014.

21. Smagunova A.N., Pashkova G.V., 2013. Choice of Optimal Conditions for X‐Ray Fluorescence Analysis of Milk Products with Varying Fat Content. X‐Ray Spectrometry 42 (6), 546–551. https://doi.org/10.1002/xrs.2519.

22. Yoneda Y., Horiuchi T., 1971. Optical Flats for Use in X‐Ray Spectrochemical Microanalysis. Review of Scientific Instruments 42 (7), 1069–1070. https://doi.org/10.1063/1.1685282.