原子吸收光譜儀

1、原子吸收光譜儀(Atomic Absorption Spectrophotometer, AAS)目的 :以Zn為例，熟悉火燄式原子吸收光譜儀(FAAS)的操作，製作Zn的標(biāo)準(zhǔn)曲線，找出其線性範(fàn)圍及儀器偵測(cè)極限。原理 :樣品水溶液自毛細(xì)管被吸入，先被分散成細(xì)的噴霧，然後與燃料、氧化劑混合，經(jīng)由火燄燃燒，使樣品成份原子化，以中空陰極燈管為光源，當(dāng)原子化樣品吸收特定波長(zhǎng)的光而被激發(fā)時(shí)就發(fā)生原子吸收，吸收度大小與樣品中分析物濃度成正比。儀器、藥品 :1.原子吸收光譜儀2.燒杯、PE 瓶3.吸量管、吸球4.定量瓶 (50,100 ml)5.Zn的標(biāo)準(zhǔn)液(1000 ppm)6.HNO3步驟 :1. 原子

2、吸收光譜儀的使用。2. 配0.15% HNO3(1.5 ml HNO3/1L蒸餾水)溶液作為清洗噴霧室溶液。作稀釋系列，由1000 ppm Pb標(biāo)準(zhǔn)液稀釋至 1-10 ppm 之間，任取 5 點(diǎn)作標(biāo)準(zhǔn)曲線（含Blank共6點(diǎn)），以 0.15% HNO3稀釋。3. 量測(cè)一系列待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液。4. 繪製吸光度對(duì)應(yīng)濃度建立檢量線(Calibration curve)。檢量線必須是線性且相關(guān)係數(shù) R 值至少為 0.995。Y (Abs) = a + b X (conc.,ppm)相關(guān)係數(shù)，R 0.9955. 找出儀器的偵測(cè)極限(Detection limits, DL)。blank 重覆分析7次，

3、代入檢量線中，求得空白值濃度之 mean±s.d.。儀器的偵測(cè)極限定義為空白值的平均值加上3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差（或直接取3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差）。6. 靈敏度(Sensitivity)：指樣品1%吸收時(shí)，即吸收度為0.0044時(shí)所相對(duì)應(yīng)的濃度。靈敏度值(濃度)愈小，表操作條件愈佳或儀器愈靈敏、感度越好。7. 選擇某一濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，調(diào)整 C2H2/air的比例，觀察樣品吸收度的變化。8. 測(cè)未知樣品濃度。若高於檢量線濃度則進(jìn)行稀釋。9. 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)添加試驗(yàn)(添加三點(diǎn)，製作標(biāo)準(zhǔn)添加曲線)。備註1. 建議先參考環(huán)檢所公告之火焰式原子吸收光譜法，分析步驟及品質(zhì)管制部分。2. 實(shí)習(xí)時(shí)間為9/30-10/15期間

4、，請(qǐng)先向助教預(yù)約方便助教準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的器材及安排儀器操作時(shí)段。火焰式原子吸收光譜儀 (PERKIN AA100) 預(yù)備工作 : 1. 配製標(biāo)準(zhǔn)溶液，準(zhǔn)備清洗用 0.15% HNO3溶液約一升，列印紙張。2. 開機(jī)前應(yīng)先翻閱使用登記本上的記錄事項(xiàng)以確認(rèn)儀器狀況、檢查氣體是否足夠、前一位使用者關(guān)機(jī)是否確實(shí)。 開機(jī)程序1. 打開主機(jī)及電腦(先打開延長(zhǎng)線開關(guān)，再檢查穩(wěn)壓器開關(guān)是否打開，開主機(jī)，開電腦，檢查印表機(jī)是否開啟)。2. 打開抽氣裝置(桌子右側(cè)邊，ON)。3. 開乙炔C2H2及空氣air(空壓機(jī)底部旋鈕旋緊後插電)，若需要用笑氣N2O則於此時(shí)同時(shí)打開。調(diào)整氣體鋼瓶出口壓力至建議值。 軟體操作由AA

5、WinLab Analysis進(jìn)入，選按 Menus and Toolbar 進(jìn)入AA分析電腦操作軟體。§ 測(cè)試燈管 Lamps 燈管裝妥後，開啟 Align Lamps (Tools->Align Lamps)視窗，選按在待測(cè)元素旁的Set up欄位(可同時(shí)裝上數(shù)根燈管，要使用哪一支燈管就選按那一個(gè))，即可打開該元素的燈管，此時(shí)電腦會(huì)自動(dòng)調(diào)整適合該待測(cè)元素的波長(zhǎng)、光柵狹縫、電流等參數(shù)。記錄燈管能量強(qiáng)度(Energy)，通常確定該燈管可達(dá)到足夠的能量強(qiáng)度後即可關(guān)閉該視窗。 注意事項(xiàng)1. 每個(gè)元素的燈管在被打開後，均有一個(gè)燈管能量強(qiáng)度(Energy)的數(shù)值，參考對(duì)照先前記錄本上的

6、數(shù)值，可約略判斷燈管壽命是否已盡。另外，燈管後方有Time Meter是記錄使用的毫安小時(shí)數(shù)，也可用來(lái)判別燈管壽命。2. 基本上中空陰極燈管(Hollow Cathode Lamp, HCL)不需要預(yù)熱。砷、硒、汞三種元素較需使用無(wú)極放電燈管(Electrodeless discharge lamp, EDL)、需預(yù)熱半小時(shí)使之達(dá)最高強(qiáng)度。3. 更換燈管時(shí)，請(qǐng)小心不要觸摸燈管前座的石英鏡片(必要時(shí)可用拭鏡紙擦拭)，拔下燈管時(shí)，請(qǐng)握玻璃部份(勿只握黑色底座部份)，小心拔出。§ 建立新的分析方法 Method Edit1. 方法內(nèi)容包括分析元素、儀器參數(shù)、檢量線等之設(shè)定。2. File-

7、>New->Method（建立新的方法檔）；File->Open->Method（開啟舊檔）3. 建立新的方法檔>>Create New Method由下拉式功能表中選擇欲分析元素(Element to be determined)，輸入新方法名稱(New Method Name)，按壓OK進(jìn)入Method Edit之主畫面。4. Method Edit之主畫面又分成三個(gè)子畫面(Inst. Calib. Options) Inst.:該分析方法之簡(jiǎn)短描述(Method Desc.)；波長(zhǎng)(Wavelength)及狹縫(Slit Width)的設(shè)定；讀取時(shí)間(

8、Read Time)一般設(shè)3-5秒；信號(hào)形式(Signal Type)一般設(shè)Atomic Absorption，或可以選背景校正(AA-BG)；火焰形式(Flame Type)可選擇Air/C2H2或N2O/C2H2。 Calib.：a.Equation, Units & Replicates-檢量線方程式(常用Zero Int.linear)，單位選擇，重複次數(shù)(一般3次)。b.Standard Conc.-檢量線標(biāo)準(zhǔn)液名稱(ID)、濃度。 Options：列印內(nèi)容相關(guān)設(shè)定。5. 最後記得存檔(File->Save(As)->Method)§ 打開工作視窗 Wo

9、rkspace1. 從上方工具列選取Workspace。2. 或於 WkSpace 按鈕上按一下，選取 auto.flm，同時(shí)開啟 Flame ， Results， Calib.三個(gè)視窗，請(qǐng)?jiān)倭硗忾_啟 Manual 視窗.§ 調(diào)整燃燒頭高低位置及霧化器之流速燃燒頭高低位置調(diào)整共有三個(gè)調(diào)整鈕-高低旋鈕(Vertical Adjustment Knod)，前後旋鈕(Horizontal Adjustment Knod)及搖擺旋鈕(Rotational Adjustment Knod)。調(diào)整時(shí)可打開Continuoues Graphics視窗(由軟體Tools->Continuous

10、 Graphics)1. 高低旋鈕：調(diào)整燃燒頭高度（垂直方向高低位置）。a. 順時(shí)針方向降低燃燒頭位置到整束光源以下(此時(shí)並未點(diǎn)火)。用滑鼠在自動(dòng)歸零(Auto-Zero)按鈕上按一下或按鍵盤F3，將吸收值歸回至零點(diǎn)。b. 再以逆時(shí)針方向?qū)⑷紵^位置向上調(diào)升，直到燃燒頭開始擋到部份光束，使得吸收值由零點(diǎn)轉(zhuǎn)成正值。c. 接著再以順時(shí)針方向慢慢將燃燒頭位置調(diào)降至吸收值瞬間為零時(shí)，再順勢(shì)多調(diào)降1/4圈。M 點(diǎn)火 Flame a. 在 Flame Control 視窗操作進(jìn)行點(diǎn)火。b. 絕對(duì)使用空氣為氧化劑來(lái)點(diǎn)火(Air/C2H2)：無(wú)論做任何元素分析都用空氣、乙炔點(diǎn)火即調(diào)整儀器至最佳狀況後，若需要再

11、以滑鼠由螢?zāi)簧蠈xidant 氣體由空氣切換為笑氣即可(當(dāng)然須先將笑氣鋼瓶打開)。c. 若需要，滑鼠點(diǎn)選 Adjust 按鈕，手動(dòng)調(diào)整主機(jī)上Air/C2H2適當(dāng)流量。d. 確認(rèn)安全檢查項(xiàng)目(Safety Interlocks)是否打勾þ，表示合格，可以進(jìn)行點(diǎn)火；若ý表示安全檢查不合格，檢查排除安檢有疑慮項(xiàng)目後，轉(zhuǎn)為打勾þ，即可點(diǎn)火。2. 前後旋鈕（調(diào)整燃燒頭的水平方向前後位置）及搖擺旋鈕（調(diào)整燃燒頭的旋轉(zhuǎn)位置，此部份調(diào)整影響光源通過路徑之長(zhǎng)短）準(zhǔn)備 Cu 4ppm標(biāo)準(zhǔn)液(或分析元素標(biāo)準(zhǔn)液)，將吸管置入標(biāo)準(zhǔn)液中吸取樣品，觀察連續(xù)圖譜中的吸收度，將旋鈕順或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

12、調(diào)整至吸光度Abs最大。(參考該元素之特徵濃度值) 。此部份調(diào)整一般以 Cu 4ppm 標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)進(jìn)行，參考吸光度值為0.2以上(記錄本上的數(shù)值也可以參考對(duì)照)，此即為燃燒頭最佳位置，該最佳位置可通用於大部分的元素。3. 霧化器(Nebulizer)調(diào)整：樣品吸取速率a. 先以順時(shí)針方向?qū)㈧F化器後的接頭(靠裡面的環(huán)狀物)弄鬆。b. 再以逆時(shí)針方向調(diào)整霧化器，直到看見插在標(biāo)準(zhǔn)液裡的吸管(Capillary)末端冒出泡泡，再以順時(shí)針方向慢慢將吸收值調(diào)至最大。c. 完成後再將霧化器後端的接頭重新鎖緊以固定好霧化器。4. 整個(gè)調(diào)整過程中，可交叉以空白水溶液及標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行歸零(F3)與尋找最大吸光度動(dòng)作。&

13、#167; 分析標(biāo)準(zhǔn)液及樣品 Manual Analysis1. 打開 Manual Analysis 視窗。於視窗下方，勾選Save Data表示存檔，輸入結(jié)果的儲(chǔ)存檔案名稱(Result Data Set Name)，勾選 Print Log 表示分析同時(shí)列印結(jié)果。2. 在Spectrometer欄位中，Current Status顯示Idle，表示機(jī)器在預(yù)備狀態(tài)可以進(jìn)行下一樣品分析。3. 吸取空白液(Blank)並按 Analyze Blank(或按鍵盤 F5)。此時(shí)讀取空白值並歸零。4. 依序吸取標(biāo)準(zhǔn)液(依中間欄位標(biāo)準(zhǔn)液編號(hào)及濃度)並按 Analyze Standard(或按鍵盤 F6

14、)，此時(shí)讀取吸收值並繪製標(biāo)準(zhǔn)曲線。5. 標(biāo)準(zhǔn)液全部分析完畢，將 Calibration 視窗放大，檢視標(biāo)準(zhǔn)曲線是否合於規(guī)定。(若需列印，F(xiàn)ile->Print->Graphics)6. 吸取樣品(可於Sample ID 處鍵入樣品名稱或簡(jiǎn)要說(shuō)明)，按 Analyze Sample(或按鍵盤 F7)，此時(shí)由標(biāo)準(zhǔn)曲線換算樣品濃度值。若有更多樣品重複該步驟。7. 實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)注意以空白液歸零，約每 10 個(gè)樣品應(yīng)以某一標(biāo)準(zhǔn)液濃度確認(rèn)分析值以確保儀器在正常情況下。8. 完成樣品測(cè)定後，請(qǐng)?jiān)僖钥瞻滓呵逑挫F化器35分鐘。 計(jì)算特徵濃度一般做原子吸收光譜時(shí)都會(huì)在分析樣品前做靈敏度確認(rèn)(Sens

15、itivity check)的動(dòng)作，以確定機(jī)器的狀況正常與否，如 4 ppm 的銅其吸收度應(yīng)在 0.2 以上加減 20%，但一支好的霧化器通常會(huì)超過 20% 甚至更多(不要緊)，但當(dāng)?shù)挽?20% 則表示機(jī)器一定有問題。特徵濃度(靈敏度)：對(duì)火焰原子吸收，可表示為一特定元素產(chǎn)生 1% 吸收度(即0.0044 Abs)時(shí)的ppm 數(shù)量，數(shù)值愈小表示愈靈敏。靈敏度=(標(biāo)準(zhǔn)液濃度x0.0044)/計(jì)量吸收電腦分析軟體提供精確計(jì)算出特徵濃度(Analyses->characteristic conc.) 關(guān)機(jī)1. 打開 Flame Control 進(jìn)行熄火(或按鍵盤 F10)，火熄後關(guān)乙炔，拔空氣壓縮機(jī)插頭，按視窗上Bleed (洩?dú)忖o)將管路中氣體排除。打開氣體鋼瓶排氣閥，鬆開空氣壓縮機(jī)底部的排氣鈕。2. 打開 Align Lamps 視窗，按 Rotate Turret