原子吸收分光光度计

发展历程

　　1 原子吸收分光光度计的出现

　　原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从 1955 年开始的。这一年澳大利 亚的瓦尔西(A. Walsh)发表了他的着名论文 《原子吸收光谱在化学分析中的应用》 奠定了原子吸收光谱法的基础。50 年代末和 60 年代初，Hilger, Varian Techtron 及 Perkin-Elmer 公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器， 发展了瓦尔西的设计思 想。到了 60 年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。

　　2 电热原子吸收分光光度计的出现

　　1959 年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的篇论文。 电热原子吸收光谱 法的灵敏度可达到 10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。 近年来, 塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利地实现 原子吸收测定。基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在此基础上发 展起来的稳定温度平台石墨炉技术(STPF)的应用,可以对许多复杂组成的试样有 效地实现原子吸收测定。

　　3 原子吸收分析仪器的发展

　　随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断更新和发展，而其它 科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年 来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄像管、二极管阵列多元素分析 检测器，设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟 了新的前景。微机控制的原子吸收光谱系统简化了仪器结构，提高了仪器的自动 化程度，改善了测定准确度，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用 技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱 -原子吸收联用，不仅在解决元素的化学形态分析方面，而且在测定有机化合物 的复杂混合物方面，都有着重要的用途，是一个很有前途的发展方向

组成

　　原子吸收分光光度计一般由四大部分组成，即光源（单色锐线辐射源）、试样原子化器、单色仪和数据处理系统（包括光电转换器及相应的检测装置）。

　　原子化器主要有两大类，即火焰原子化器和电热原子化器。火焰有多种火焰，目前普遍应用的是空气—乙炔火焰。电热原子化器普遍应用的是石墨炉原子化器，因而原子吸收分光光度计，就有火焰原子吸收分光光度计和带石墨炉的原子吸收分光光度计。前者原子化的温度在2100℃～2400℃之间，后者在2900℃～3000℃之间。

　　火焰原子吸收分光光度计，利用空气—乙炔测定的元素可达30多种，若使用氧化亚氮—乙炔火焰，测定的元素可达70多种。但氧化亚氮—乙炔火焰安全性较差，应用不普遍。空气—乙炔火焰原子吸收分光光度法，一般可检测到PPm级（10－6），精密度1％左右。国产的火焰原子吸收分光光度计，都可配备各种型号的氢化物发生器（属电加热原子化器），利用氢化物发生器，可测定砷（As）、锑（Sb）、锗（Ge）、碲（Te）等元素。一般灵敏度在ng／ml级（10－9），相对标准偏差2％左右。汞(Hg)可用冷原子吸收法测定。

　　石墨炉原子吸收分光光度计，可以测定近50种元素。石墨炉法，进样量少，灵敏度高，有的元素也可以分析到pg／ml级。

优缺点

　　1. 选择性强。

　　这是因为原子吸收带宽很窄的缘故。因此，测定比较快速简便，并有条件实 现自动化操作。在发射光谱分析中，当共存元素的辐射线或分子辐射线不能和待 测元素的辐射线相分离时，会引起表观强度的变化。 而对原子吸收分光光度计分析来说：谱线干扰的几率小，由于谱线仅发生在主线系，而 且谱线很窄，线重叠几率较发射光谱要小得多，所以光谱干扰较小。即便是和邻 近线分离得不完全，由于空心阴极灯不发射那种波长的辐射线，所以辐射线干扰 少，容易克服。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收分光光度计分析产生干扰。在 石墨炉原子吸收法中， 有时甚至可以用纯标准溶液制作的校正曲线来分析不同试 样。

　　2、灵敏度高。

　　原子吸收分光光度计分析法是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收法的灵敏度是 ppm 到 ppb 级，石墨炉原子吸收法灵敏度可达到 10-10～10-14 克。常规分 析中大多数元素均能达到 ppm 数量级。如果采用特殊手段，例如预富集，还可 进行 ppb 数量级浓度范围测定。由于该方法的灵敏度高，使分析手续简化可直接 测定，缩短分析周期加快测量进程；由于灵敏度高，需要进样量少。无火焰原子 吸收分析的试样用量仅需试液 5～100ml。固体直接进样石墨炉原子吸收法仅需 0.05～30mg，这对于试样来源困难的分析是极为有利的。譬如，测定小儿血清中 的铅，取样只需 10?l 即可。

　　3 分析范围广。

　　发射光谱分析和元素的激发能有关，故对发射谱线处在短波区域的元素难以 进行测定。另外，火焰发射光度分析仅能对元素的一部分加以测定。例如，钠只 有 1％左右的原子被激发，其余的原子则以非激发态存在。 在原子吸收分光光度计分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，所以测定 的是大部分原子。 目前应用原子吸收分光光度计法可测定的元素达 73 种。 就含量而言， 既可测定低含量和主量元素，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的性 质而言，既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素，也可 间接测定有机物；就样品的状态而言，既可测定液态样品，也可测定气态样品， 甚至可以直接测定某些固态样品，这是其他分析技术所不能及的。

　　4、抗干扰能力强。

　　第三组分的存在， 等离子体温度的变动， 对原子发射谱线强度影响比较严重。 而原子吸收谱线的强度受温度影响相对说来要小得多。和发射光谱法不同，不是 测定相对于背景的信号强度，所以背景影响小。在原子吸收分光光度计分析中，待测元 素只需从它的化合物中离解出来，而不必激发，故化学干扰也比发射光谱法少得 多。

　　5、精密度高。

　　火焰原子吸收法的精密度较好。在日常的一般低含量测定中，精密度为 1～ 3％。如果仪器性能好，采用高精度测量方法，精密度为＜1％。无火焰原子吸收 法较火焰法的精密度低，目前一般可控制在 15%之内。若采用自动进样技术，则 可改善测定的精密度。火焰法：RSD <1%，石墨炉 3～5%。

　　原子吸收分光光度计有以下一些不足：

　　原则上讲，不能多元素同时分析。测定元素不同，必须更换光源灯，这是它的不 便之处。原子吸收分光光度计法测定难熔元素的灵敏度还不怎么令人满意。在可以进行 测定的七十多个元素中，比较常用的仅三十多个。当采用将试样溶液喷雾到火焰 的方法实现原子化时，会产生一些变化因素，因此精密度比分光光度法差。现在 还不能测定共振线处于真空紫外区域的元素，如磷、硫等。 标准工作曲线的线性范围窄(一般在一个数量级范围)， 这给实际分析工作带来不 便。对于某些基体复杂的样品分析，尚存某些干扰问题需要解决。在高背景低含 量样品测定任务中，精密度下降。如何进一步提高灵敏度和降低干扰，仍是当前 和今后原子吸收分光光度计分析工作者研究的重要课题。

功能特点

　　(1) 富氧—空气—乙炔火焰法分析

　　(2) 自动转换的光源系统可直接使用高性能空心阴极灯

　　(3) 自动切换光谱带宽、自动点火、全自动波长扫描及寻峰。

　　(4) 火焰/石墨炉原子化器自动切换及位置优化

　　(5) 采用FUZZY-PID控温技术、对曲线工作方式的光控石墨炉电源、升温速度快、控温准确稳定、温度重现性好、并具有温度自校正功能

　　(6) 气动控制、压力锁定的石墨炉原子化器

　　(7) 完善的安全保护：对燃气泄露、空气欠压、异常灭火具有报警和自动安全保护功能；石墨炉系统对氩气欠压、冷却水不足、原子化过程过热、系统过流具有报警及保护的功能。

　　(8) 电路设计采用大规模可编程逻辑阵列、芯片间总线（Inter IC Bus）技术，使用欧式插座、AMP接插件等高可靠性电器连接件

　　(9) 标准RS-22串口通讯

　　(10) Windows 98/MeXP操作系统中文应用软件

　　(11) 可实现样品自动稀释、工作曲线自动拟合、灵敏度自动校正、标准加入法

　　(12) 样品浓度、含量自动计算、重复测量自动计算平均值、色谱柱过程中的分散程度。σ小，分散程度小、极点浓度高、峰形瘦、柱效高；反之，σ大，峰形胖、柱效低。>标准偏差、相对标准偏差

　　(13) 顺序进行同一样品多元素测定

　　(14) 可打印阶段测试数据或最终分析报告，使用Excel编辑处理数据