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什么是X射線
在現在看來，x-射線已經被研究和利用得很充分了。然而x-射線的發現和使用歷史也不過127年。1895年12月22日，倫琴（W.C.R?ntgen）把妻子的手放到照相底板上照了一張照片，這是人類的張x-射線照片，倫琴于1895年12月28日發表題為《關于一種新的射線》的論文，他也因為發現了x-射線而獲得1901年諾貝爾物理學獎。
圖1.x-射線應用舉例
x-射線是一種我們看不見的光波，波長比紫外線波長還短，因此能量非常高。x-射線穿過物質時會被吸收，跟物質的成分和密度相關，基于此開出了x-光片技術；發射光具有物質所含元素的能量特征，基于此，x-射線技術被廣泛使用在現場實時分析多種材料中的主要和微量（ppm級）元素。
圖2.光譜圖和x-光波波長/頻率示意
什么是XRF技術？
XRF就是x-射線熒光(x-RayFluorescence) 技術的簡稱，是一種用于確定材料化學成分的無損分析技術。
當樣品在原級x-射線源的激發作用下，次級x-射線（或x-射線熒光）就會出現。由于這種熒光對于樣品的元素組成來說是特別的，樣品中的每種元素會產生一組特異性次級x-射線，而這組射線就是特定元素的“指紋"。因此XRF是一項定性和定量材料成分分析技術。H.Friedmann和L.S.Birks于1948年制成臺波長色散x-射線熒光分析儀，60年代XRF光譜分析法在分析領域的地位得以確立。如今，該方法被廣泛應用于工業領域。
XRF的工作原理
使用從受控x-射線管發出的高能x-射線照射固體或液體樣品，當樣品中的原子被具有足夠能量（大于該原子K或L殼層結合能）的x-射線擊中時，原子的內軌道殼層中的一個電子會被射出，原子具有較高能量的軌道殼層中的一個電子會內軌道殼層中的空位，使該原子重新穩定，電子通過釋放熒光x-射線下降到較低能態。x-射線的能量等于電子的兩個量子態之間的特定能量差，該能量的測量是XRF分析的基礎。
圖3.XRF的工作原理示意圖
XRF光譜分析
樣品中的每個元素會產生一組該特定元素的特異性熒光x-射線，因此XRF光譜分析法特別適用于元素分析。檢查x-射線能譜及其“散射峰"，則是對這種元素“指紋"闡述。大多數原子都具有多條電子軌道（例如K 殼層、L殼層和M 殼層），當電子在x-射線能量的作用下進出這些殼層時，不同強度的XRF峰會出現在光譜中。峰能量可用于元素鑒定，峰高度/強度則表示元素的濃度。
手持式XRF分析儀
便攜式、手持式XRF儀器自20世紀50年代進入商業市場以來，已經走過了漫長的道路，這個曾經笨重、有放射性的臺式設備已經發展成為一種相對較輕的手持設備，其結果與實驗室中獲得的結果相當。如今市面上的便攜式XRF分析儀已實現微型化，可進行超高速分析，具備實驗室質量性能，已成為無損元素分析的標配。被廣泛應用于各種各樣的行業，包括采礦、金屬、農業、藝術、環境和制藥等行業。
圖4.便攜式X射線熒光（XRF）儀器發展史重要節點
賽默飛便攜式IonicX XRF離子鹽分析儀
2019年，賽默飛世爾科技在眾多XRF儀器基礎上，推出了一款便攜式IonicX XRF離子鹽分析儀，專為識別和鑒定生物制藥和制藥中使用的前五種鹽-氯化鈉（NaCl）、（KCl）、氯化鎂（MgCl2）、氯化鈣（CaCl2）和氫氧化鈉（NaOH）。此功能可以減少制藥材料測試的時間和成本，且滿足合規性和嚴格的質控標準。IonicX符合GMP和Part11要求，專為制藥行業設計，易于使用、便攜、快速、僅需少的樣品制備。企業可以使用新的便攜式XRF分析儀在數十秒內驗證倉庫中離子鹽的身份，這比傳統的臺式技術或濕化學法要快得多，其檢測結果，與實驗室檢測質量相當，節省在傳統分析技術上花費的時間和。
“合規性和效率是原材料經理關心的問題…制藥公司購買這些鹽，并需要測試每個容器以滿足嚴格的監管要求。當使用標準濕化學實驗室，這是一個繁瑣且昂貴的過程。使用便攜式XRF分析儀，可以在幾秒鐘內在倉庫地板上完成測試"。
——賽默飛世爾科技產品經理 Kyle Dumke
圖5.便攜式離子鹽分析儀IonicX XRF工作原理及實物圖
下圖是（KCl）的XRF光譜示例，x-射線管電壓45KV，管目標為Ag。光譜具有幾個與低能量鉀（K）和氯（Cl）譜系相關的X射線熒光條帶。11.9KeV和13.3KeV附近相對較小的峰可能是樣品中痕量的Ti和Br。
圖6.KCl XRF光譜示例
制藥企業在生產過程中也需要使用氯化鈉原料。按照要求，每一個包裝袋內的樣品均需要進行檢查。然而在原料搬運、拆封包裝袋、取樣、實驗室檢驗等環節耗費了人力、物力和時間成本，而且存在污染樣品的風險，這一問題急需解決。
采用IonicX XRF便攜式離子鹽分析儀，現場創建檢測方法，打開氯化鈉原料外包裝，透過內層的聚乙烯塑料袋即可直接采集氯化鈉樣品的光譜圖，從而實現樣品的非接觸快速鑒別。
圖7.現場測試及結果顯示示例（創建NaCl檢測方法對NaCl和MgCl2進行鑒別）
便攜式離子鹽分析儀IonicX XRF產品特點：
無需樣品制備，數十秒即可快速驗證各種離子鹽
原材料無損檢測；
測試步驟簡單，操作人員無需進行且繁復的培訓；
輕巧占用空間小，便于攜帶；
符合21 CFR Part 11法規要求，具備電子簽名、用戶訪問控制和審計追蹤功能；
支持 Wi-Fi/熱插拔電池；
IP54 認證（防濺/防塵）。
