原子吸收分光光度法2013.09-2

原子吸收光譜法

(AtomicAbsorptionSpectroscopy)(AAS)2013.09參考書目鄧勃,何華編著.原子吸收光譜分析,化學工業(yè)出版社,2004年9月:北京鄧勃著.原子吸收光譜分析的原理、技術和應用,清華大學出版社,2004年7月:北京

主要內(nèi)容第一節(jié)緒論第二節(jié)基本原理第三節(jié)AAS儀器的組成及作用第四節(jié)干擾及其抑制第五節(jié)AAS常用定量方法第六節(jié)實驗技術第七節(jié)應用第八節(jié)AAS的特點及與分子光譜的比較第一節(jié)緒論（概念、特點、產(chǎn)生和發(fā)展）

第一節(jié)緒論

是一種對機體內(nèi)外微量元素定量分析方法

一、原子吸收光譜分析的意義對機體有害的元素—重金屬和有害元素

機體必須的元素微量元素分析必要性和重要性

典型的含金屬的酶和蛋白及其生物學功能含金屬的酶金屬原子數(shù)生物學功能過氧化氫酶4Fe分解過氧化氫固氮酶4Fe,2Mo固氮細胞色素1Fe甾類和藥物的代謝碳酸酐酶1ZnH2CO3平衡的催化劑羧基肽酶1Zn在羧基端的肽鍵水解醇脫氫酶4Zn醇脫氫堿性磷酸酯酶3.5Zn磷酸酯水解DNA聚合酶2ZnDNA合成RNA聚合酶2ZnRNA合成藍色素形成酶1Cu電子轉移谷光肝肽過氧化氫酶1Se過氧化氫和有機超氧化物分解尿素酶10Ni將尿轉化為氨☆與疾病有關的重要重金屬元素

Hg是毒性最強的元素之一,對大腦、脊髓、末梢神經(jīng)和胎盤。

Pb主要損害造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟。

As不能完全排泄出體外而導致累積性影響。

Cd長期與鎘接觸會導致腎臟衰竭。

Cu在肝臟中的濃度最大。

鋅、鎳、鈷、錫、鉻重金屬問題嚴重影響中藥國際形象；重金屬檢測與限量控制已成為影響中藥國際貿(mào)易的一項重要技術壁壘；中藥重金屬及有害元素問題:傳統(tǒng)使用的含有有毒元素的礦物藥的使用問題，如朱砂(HgS)、雄黃(As2O3)。形態(tài)與價態(tài)在體內(nèi)的吸收、蓄積與分布生理、毒理特性元素分析種類容量法比色法原子吸收光譜法（AAS)原子發(fā)射光譜法（AES）原子熒光光譜法(AFS)電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）二.元素分析方法的種類及其特點

原子光譜法設備簡單；靈敏度低，其它共存元素易對測定產(chǎn)生干擾，通常結合溶劑萃取手段進行分析;主要用于中藥礦物藥中常量元素的分析。

容量法和比色法：優(yōu)點：靈敏度高(10-10-10-14g)；專屬性強(共存元素不干擾)；檢測技術可靠（準確度高1～5%），儀器技術成熟且易于使用；應用范圍廣(可測定70多種元素)。缺點：單元素測定法，分析效率較低；難熔元素，非金屬元素測定困難。原子吸收光譜法（AAS)：輻射激發(fā)優(yōu)點：

選擇性好；檢出限低；精密度高；可同時測定多種元素（定性更突出）；分析速度快；應用廣泛（地礦、冶金、機械等）不足之處：

對非金屬測定靈敏度低；儀器價格昂貴；維持費用較高（耗用大量Ar氣）；定量需要內(nèi)標樣進行對照。原子發(fā)射光譜法(AES)：熱激發(fā)優(yōu)點

選擇性好、檢出限低（0.5和0.04ppb），設備簡單，價格低廉；尤其適于砷、汞的測定（氫化法原子化法）缺點

存在熒光淬滅效應、散射光干擾等問題，應用不如AAS和AES廣泛原子熒光光譜法(AFS)：

輻射激發(fā)

可用于絕大多數(shù)金屬元素分析；檢測限低；同時完成多元素的測定，具有極高的檢測效率；是目前痕量元素分析領域中最先進的方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）：總結：

ICP-MS法是最先進的方法;AAS法是目前最適用于中藥中微量或痕量金屬元素定量分析的方法;AFS法在As、Hg測定上有獨特的優(yōu)勢。

2010版《中國藥典》檢測標準

附錄IXB“鉛、鎘、砷、汞、銅檢查法”原子吸收法（AAS）電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)（所有中藥注射劑及枸杞子、山楂、人參、黨參等用藥時間長、兒童常用的品種均增加了重金屬和有害元素限度標準）早在1802年，伍朗斯頓（W.H.Wollaston）和弗蘭霍夫(Fraunhofer）在研究太陽連續(xù)光譜時，就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。

原子吸收的發(fā)現(xiàn)三原子吸收光譜法的概況弗蘭霍夫線1歷史

1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）與本生（R.Bunson）在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時，會引起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位置相同這一事實，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是太陽外圍大氣圈中的鈉原子對太陽光譜中的鈉輻射吸收的結果。原子吸收的發(fā)現(xiàn)

原子吸收過程太陽大氣中存在包括Na等多種元素；一種元素發(fā)射的光波長與它所吸收的光波長是一致的；由此推測：原子氣體（基態(tài)）能吸收特征波長的光譜線，也能（激發(fā)態(tài)原子氣體）發(fā)射同樣波長的光譜線。1955年澳大利亞的瓦爾西(A.Walsh)發(fā)表了他的著名論文“原子吸收光譜在化學分析中的應用”奠定了原子吸收光譜法的基礎之后經(jīng)過幾代人的不懈努力，衍生出了石墨爐原子化技術、塞曼效應背景校正等先進技術，特別是近年來微電子技術的發(fā)展使原子吸收技術的應用不斷進步，尤其在臨床檢驗、環(huán)境保護、生物化學等方面應用廣泛在分析化學中的應用

微量金屬元素的定量測定問題VarianModelAA-4Circa1966依據(jù)原子蒸氣對特征譜線的吸收進行定量分析測定對象：

金屬元素及少數(shù)非金屬元素2原子吸收法概念相同點

3原子吸收光譜與分子吸收光譜的區(qū)別：產(chǎn)生的原理不同：

UV-Vis——為溶液中分子或離子寬帶吸收，寬帶為幾納米至幾十納米。

AAS——基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)的吸收,窄帶吸收，吸收帶寬僅為10-3nm。光源不同：AAS-銳線;UV-Vis-連續(xù)。試樣處理、實驗方法及對儀器的要求不同。

利用物質(zhì)對輻射(紫外可見光)的吸收進行分析T=It/I0不同點

第二節(jié)AAS分析原理

主要內(nèi)容2.原子吸收中的幾個概念3.基態(tài)原子數(shù)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)之間的關系4.原子吸收法的測量1.原子吸收線的產(chǎn)生基態(tài)原子中子質(zhì)子電子軌道1.原子吸收線的產(chǎn)生1.1原子結構1.2原子吸收和能量發(fā)射

1.3特征吸收特定的元素吸收特定的能量原子的吸收與發(fā)射

BaNaK特征吸收線元素發(fā)射線190nm900nmCu原子吸收光譜原子發(fā)射光譜原子光譜的特征——線狀光譜共振吸收線：當電子吸收一定能量從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)時所產(chǎn)生的吸收譜線。共振發(fā)射線：當電子從第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)時，發(fā)射出同樣頻率的光輻射所對應的譜線，簡稱共振發(fā)射線。

共振吸收線與共振發(fā)射線統(tǒng)稱為共振線

2.1共振線與分析線2.原子吸收中的幾個概念元素的特征譜線：各種元素的原子結構和外層電子排布不同，其原子從基態(tài)第一激發(fā)態(tài)

躍遷吸收能量不同---具有其特征性各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)

最易發(fā)生，吸收最強，最靈敏線，特征譜線基態(tài)原子吸收其共振輻射時，外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)。分析線：用于原子吸收分析的特征波長的輻射稱為分析線如：鎂原子吸收285.2nm，279.6nm的光銅原子吸收324.8nm，327.4nm的光

原子結構較分子結構簡單，不存在振動能級和轉動能級，只有電子能級，理論上應產(chǎn)生線狀光譜吸收線。理論和實驗證明：無論是原子發(fā)射線還是原子吸收線都不是一條嚴格的幾何線，都具有一定的形狀，即譜線具有一定的輪廓，叫譜線輪廓。當用特征吸收頻率輻射光

照射時獲得的是峰形吸收。2.2原子吸收譜線輪廓自然變寬⊿υ：多普勒變寬⊿υD：壓力變寬其他影響

2.3譜線變寬*多普勒變寬⊿υD：

多普勒變寬是由于原子在空間作無規(guī)則熱運動而引起的,所以又稱熱變寬,10-3

nm。*壓力變寬吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起的變寬，又稱為碰撞變寬。它是由于碰撞使激發(fā)態(tài)壽命變短所致。外加壓力越大，濃度越大，變寬越顯著。

波爾茲曼（Boltzmann）分布定律

Nj、No和gj、go是激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)和統(tǒng)計權重。

T絕對溫度，K波爾茲曼系數(shù)。3基態(tài)原子數(shù)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)之間的關系

原子化條件下，部分原子可受熱激發(fā)產(chǎn)生能級躍遷。

T則Nj/N0

；在相同溫度下，激發(fā)能Ej小的元素其Nj/N0值愈大；AAS分析中，原子化溫度一般為2000-3000K，大多數(shù)元素Nj/N0值小于0.01（1%），即Nj可忽略不計，實際上可用N0代表原子化器中的總原子數(shù)N；由于N0總是占N

99%以上，且基本上保持恒定，受T影響小，緊密度高。這正是原子吸收最令人感興趣的特點之一。4.1原子吸收法的測量4原子吸收法的測量積分吸收測量法測定氣態(tài)原子吸收的全部能量的辦法，吸收線輪廓內(nèi)的總面積，即吸收系數(shù)對頻率的積分稱為積分吸收。

連續(xù)光源測定吸光度無法用一般的光源和單色器進行測定。如果采用連續(xù)光源：鎢燈或氘燈分光后，單色光譜帶寬度為0.2nm，而子吸收線半寬度僅為10-3nm。光源發(fā)出的光照射到基態(tài)原子時，吸收光的強度變化僅為0.5%。靈敏度極差。需要一個分光系統(tǒng)，譜帶寬度為0.0001nm,且連續(xù)可調(diào)。相當一段時間技術上難以實現(xiàn)；1955年澳大利亞物理學家沃爾什提出：采用銳線光源，測量吸收線的峰值吸收。峰值吸收測量法以峰值吸收測量代替積分吸收測量的必要條件是：(1)光源的發(fā)射線與吸收線的V0一致(2）發(fā)射線的Δve小于吸收線的Δva（1/5～1/10）峰值吸收的測量沃爾什認為在一定條件下，峰值吸收同被測元素原子密度也成線性關系，因此;解決了AAS的實際測量問題。

Iv=I0·exp(-Kvl)A=lg(I0/Iv)=0.434Kvl采用銳線光源進行測量，則Δve﹤Δva，由圖可見，在輻射線寬度范圍內(nèi)，Kv可近似認為不變，并近似等于峰值時的吸收系數(shù)K0。0I吸收線發(fā)射線Δve﹤Δva在一定溫度下，吸收厚度l一定；原子密度N與被測元素濃度C成正比

-----AAS定量的基礎表明：當吸收厚度一定，在一定工作條件下，峰值吸收測量的吸光度與被測定元素的含量成線性關系。空心陰極燈（1）光源的發(fā)射線與吸收線的v0一致（2）發(fā)射線的Δve小于吸收線的Δva

（1/5～1/10）何為銳線光源？峰值吸收的測定要求光源為銳線光源

A=lg(IO/I)=K'c

4.2定量原理實際測量示意圖

用峰值吸收代替積分吸收，只要測出吸收前后發(fā)射線強度的變化，可求出待測元素的含量第三節(jié)AAS儀器的組成及作用

主要內(nèi)容

一.儀器組成方框圖二.主要部件三.主要類型一.儀器組成方框圖流程圖空心陰極燈透鏡透鏡原子化器反射鏡狹縫光電倍增管光柵vI0IvIvIvA=lg(I0/I)=KC光源原子化器檢測系統(tǒng)單色器將試樣蒸發(fā)解離成原子蒸氣，蒸氣中的自由基態(tài)原子吸收光源發(fā)射的該原子共振發(fā)射線，產(chǎn)生原子吸收光譜，由吸收強度(吸光)度可測定元素含量

二AAS儀主要部件

主要部件1.光源3.單色器2.原子化系統(tǒng)4.檢測器1光源

光源應滿足如下要求：能發(fā)射待測元素的共振線；能發(fā)射銳線；輻射光強度大，穩(wěn)定性好，沒有或只有很小的背景。

1.1要求

1.2空心陰極燈（HollowCathodeLamp,HCL）

空心陰極燈的構造

極少量陽離子向陰極運動，并轟擊陰極表面，使陰極表面的電子獲能而逸出。

HCL工作機理燈發(fā)射的譜線波長取決于陰極材料(陰極濺射)2.1作用將試樣中離子轉變成原子蒸氣

2原子化系統(tǒng)原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。在原子吸收光譜分析中，試樣中被測元素的原子化是整個分析過程的關鍵環(huán)節(jié)。2.2原子化方法原子化方法低溫原子化方法(主要是氫化物原子化法)冷原子化法主要是Hg原子化法石墨爐原子化法

無火焰法火焰原子化法火焰法2.2.1火焰原子化裝置火焰原子化器

組成：噴霧器、霧化室、燃燒器噴霧器(霧化器)作用：將試液霧化缺點：霧化效率較低(≈10%)霧化室作用：排廢、輸送混合氣溶膠穩(wěn)定氣壓及火焰教材P269

燃燒器MX液體試樣MX固體微粒MX氣態(tài)分子M基態(tài)原子干燥熔融、蒸發(fā)離解原子化過程激發(fā)態(tài)離子分子作用：試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸

發(fā)，干燥，離解(還原)等

過程產(chǎn)生大量基態(tài)原子火焰溫度的選擇①能使待測元素充分離解為基態(tài)原子的最低溫火焰②火焰溫度↑，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子↑③火焰溫度取決于燃氣與助燃氣類型及組成，常用乙炔—空氣比較而言，火焰原子化裝置是一種結構簡單，造價低廉，使用方便的裝置，因此應用普遍；原子化過程快3sto5s；精密度、重現(xiàn)性好；缺點是霧化率低，大約只有10％的溶液進入火焰，同時原子化效率也不高，所以它的靈敏度受到限制,分析μg/ml(ppm）級的樣品?；鹧嬖踊b置的特點：2.2.2石墨爐原子化法組成:加熱電源保護氣控制系統(tǒng)石墨管28mm8mm石墨管石墨爐加熱電源

提供低電壓(10V)、大電流(500A)，使石墨管迅速加熱升溫保護氣(氬氣)作用外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動，冷卻保護石墨管；內(nèi)氣路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來保護原子不被氧化，同時排除干燥和灰化過程中產(chǎn)生的蒸汽。石墨管普通石墨管（GT）與熱解石墨管（PGT）思考：試比較FAAS和GFAAS的優(yōu)缺點！石墨爐原子化過程高溫除殘原子化干燥灰化

蒸發(fā)樣品中的溶劑或水分。其溫度稍稍高于溶劑的沸點。去掉較被測元素化合物易揮發(fā)的基體物質(zhì)，減少分子吸收。

高溫下使以各種形式存在的分析物揮發(fā)并離解成中性原子。

使殘留的試樣在高溫下?lián)]發(fā)掉，凈化石墨管，以消除記憶效應。四個步驟

原子化過程溫度變化干燥：110℃，25s灰化：800℃，15s原子化：1400℃，4s清除:2500℃，2s優(yōu)點：

原子化程度高;

試樣用量少（1～100μL）;

可測固體及粘稠試樣;

靈敏度高，檢測極限10-12g/L(ng/mL)缺點：

精密度差;

測定速度慢（1to2minutes），操作不夠簡便;

裝置復雜石墨爐原子化器特點

靈敏度高，檢出限低：火焰法1μg/mL級（ppm）石墨爐法1ng/mL級(ppb)重現(xiàn)性：火焰法較好；誤差RSD＜1%

石墨爐法較差；誤差RSD3～5％基體效應：火焰法較小石墨爐法較大火焰原子化法與石墨爐法原子化法的比較2.2.3低溫原子化器（氫化物原子化法）

概念

將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進行原子化與測定，原子化溫度低于1000℃。

主要應用于：As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te等元素

裝置

火焰原子化器石英管氫化物發(fā)生器氫化物原子化法原理:在一定的酸度下，將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，如AsH3

、SnH4

、BiH3等。這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進行原子化與測定。AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3↑+4NaCl+4HBO2+13H2測定過程示意圖低溫原子化優(yōu)點：檢出限比火焰法低1～3個數(shù)量級（對砷、硒可達10-9g）；選擇性好，基體干擾和化學干擾??；原子化溫度低。汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點為357C。只要對試樣進行化學預處理還原出汞原子，由載氣（Ar或N2）將汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測定。2.2.4冷原子化法（Hg的測定）基于汞的獨特性質(zhì)，專用于汞的測定，其儀器裝置與氫化物法基本一致石英管不加熱供試品溶液一般需單獨制備，全過程注意控溫。獨立汞分析儀MnTcReFeRuOsCoRhIrZnPdPtCuAgAuZnCdHgBAlGaInTlCSiGeSnPbNPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtHeNeArKrXeRnHLiNaKRbCsFrBeMgCaSrBaRaScYLaAcTiZrHfVNbTaCrMow火焰火焰&石墨爐PeriodicTableCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr作用:將分析線與其它譜線分開其它譜線光源非分析線及雜質(zhì)發(fā)射線原子化器發(fā)射,如CN,NH,C2等3單色器分光系統(tǒng)位置：原子化器與檢測器之間組件:色散元件（棱鏡、光柵），凹凸鏡、狹縫等單色器性能參數(shù):線色散率、分辨率、通帶寬度4檢測系統(tǒng)

光電轉換器：檢測器、放大器、對數(shù)變換器、顯示記錄裝置組成檢測器:光電池光電倍增管光敏晶體管等三.常用儀器類型特點：教材P271單光束原子吸收分光光度計雙光束原子吸收分光光度計第四節(jié)干擾及其抑制

原子吸收光譜法的主要干擾：電離干擾物理干擾化學干擾光譜干擾

引起原因、消除辦法？

一物理干擾（基體干擾）

1原因：

是由于物理性質(zhì)的變化(如粘度、表面張力、密度等)

而引起吸光度變化的效應。是最基本和普遍存在的干擾，為非選擇性干擾。如：粘度和表面張力對火焰原子化測定的影響：液滴大小霧化1%HNO35%H2SO4MIBK噴霧速度

噴霧速度液滴大小靈敏度MIBK（甲基異丁基甲酮）:具有很強的溶解能力,黏度很低。

黏度：MIBK＜1%HNO3＜5%H2SO4黏度：MIBK＜1%HNO3＜5%H2SO4靈敏度：MIBK＞1%HNO3＞5%H2SO4

黏度↑靈敏度↓

粘度對測定結果的影響2消除方法：

配制與被測試樣組成相近的對照品避免使用黏度較大的硫酸、磷酸處理試樣，用有機溶劑標準加入法（最常使用方法）基體改進技術

測定前，供試品溶液中加入基體改進劑（磷酸二氫銨,硝酸鎂、硝酸銨）可減少基體干擾作用：使基體形成易揮發(fā)的化合物，在原子化階段之前驅除掉?；蛘呓档痛郎y元素的揮發(fā)性，以防止灰化過程中的損失。注意：對照品和供試品保持一致基體改進技術（石墨爐法）：1.原因:

待測元素與其共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。是主要干擾源。

如：PO43-與Ca2+的反應，生成難揮發(fā)物，干擾Ca的測定；Al、Si在空氣-乙炔中形成穩(wěn)定化合物；W、B、La、Zr、Mo在石墨爐形成的碳化物。二化學干擾2.消除方法選擇合適的火焰加入釋放劑—與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。

常用釋放劑：一般為陽離子，如Sr,La等用于磷酸根的釋放

PO43-Ca2+Ca2P2O7(焦磷酸鈣)

加入LaCl3作為釋放劑，釋放待測Ca

LaCl3+H3PO4=LaPO4+3HCl高溫2.消除方法加入保護劑(廣泛應用)更容易與待測元素形成穩(wěn)定易揮發(fā)、易原子化組分的試劑。常見保護劑：一般為絡合物，如EDTA、8-羥基喹啉。加入EDTA作保護劑，生成CaY，避免磷酸根與Ca的結合。Ca2++Y=CaY三電離干擾1.原因:

待測離子發(fā)生電離反應，生成離子，不產(chǎn)生吸收，總吸收強度減弱，電離電位≤6eV的元素易發(fā)生電離，火焰溫度越高，干擾越嚴重（如堿及堿土元素）。2消除方法:

選擇低溫火焰＆加入消電離劑

火焰氧化亞氮-乙炔空氣-乙炔鈣的電離度

43％3％選擇低溫火焰K→K++e消電離劑:堿金屬的鹵化物KClCSClNaCl易電離元素通過電離抑制待測元素的電離純水溶液0.2%KClBa的測定

加入消電離劑待測元素的分析線與干擾物質(zhì)譜線重疊或分離不完全而引起的干擾，主要有以下幾種：

四、光譜干擾譜線干擾——吸收線重疊光譜通帶內(nèi)存在的非吸收線背景吸收干擾——主要來自原子化器①吸收線重疊共存元素吸收線與被測元素分析線波長很接近時，兩譜線重疊或部分重疊，會使結果偏高。

解決辦法:

選擇其他分析線減少狹縫寬度分離干擾元素譜線干擾Zn:2138.56?Cu:2136.58?光譜通帶干擾元素發(fā)射線分析元素發(fā)射線②與分析線相鄰的是非待測元素的譜線這種干擾主要是由于空心陰極燈的陰極材料不純等，且常見于多元素燈。消除干擾方法：減小狹縫寬度2）選用純度較高的單元素燈。吸收<

250nm的光背景吸收背景吸收是原子化階段由基體揮發(fā)出來、以氣態(tài)分子

吸收和微粒光散射造成的干擾鹽(如堿金屬鹵化物)酸(H2SO4,H3PO4)火焰氣體的吸收分子吸收特點帶狀光譜

堿金屬鹵化物的吸收光譜背景吸收干擾及消除辦法連續(xù)光源（氘燈）背景校正的作用方式：氘燈是連續(xù)光譜（190—360nm），它和空心陰極燈的銳線光源通過切光器交替照射在原子化器上。氘燈背景校正的作用方式：HCLCont.Source氘燈校正法已廣泛應用于商品原子吸收光譜儀器中。

A空=A總=A元素+A背景A氘=A背景A元素=A總-A氘=A待+背景-A背景Zeeman效應背景校正法Zeeman效應

當光源置于足夠的外磁場中時，光源發(fā)出的每一條光譜線都將分裂成幾條波長相差很小的偏振化譜線，這一現(xiàn)象稱為塞曼效應。強磁場中-+

強磁場中-+

分線的偏振方向與磁場平行，波長不變，作分析線；-和+的偏振方向與磁場垂直，波長稍有不同?；鶓B(tài)原子對分線產(chǎn)生吸收，對-和+分線無吸收，而背景對-、、+分線均有吸收。用旋轉式檢偏器把、±分線分開，用分線吸收值減去±分線吸收值。

A待測=A線－A線=A待+背－

A背測驗題1.AAS是基于

態(tài)物質(zhì)對

吸收所建立的元素分析方法。2.在AAS分析條件下（2000-3000℃），分析元素所處狀態(tài)主要為

。

A.原子激發(fā)態(tài)B.原子基態(tài)

C.離子態(tài)D.分子態(tài)3.AAS所用光源為

，可提供待測元素

。第五節(jié)AAS常用定量方法

主要內(nèi)容一、定量原理二、常用定量方法三、靈敏度與檢測限

吸光度A與試液濃度C呈直線關系，通過測量試液的吸光度求得待測元素的濃度。

一定量原理

原子光譜分析是一種相對分析方法，須用校正曲線進行.式中：A－原子吸收吸光度K－常數(shù)

b－光程長度C－試液中待測元素濃度根據(jù)光吸收定律:

A=KbC=K’C

標準曲線法

最基本的定量方法,是其他定量方法

的基礎

標準加入法

排除基體成分干擾

二常用定量方法標準曲線法配制一組含有不同濃度被測元素的標準溶液，在與試樣測定完全相同的條件下，按濃度由低到高的順序測定吸光度值。繪制吸光度對濃度的校準曲線。測定試樣的吸光度，從校準曲線上用內(nèi)插法求出被測元素的含量。ACCxAxO標準曲線法標準溶液的濃度下限，取決于檢出限。從測定精度的觀點出發(fā)，合適的濃度范圍應該是在能產(chǎn)生0.2～0.8單位吸光度或15～65％透過率之間的濃度。

實驗過程空白及樣品溶液測定：準確移取微波消解后的樣品溶液及空白溶液各20mL于50mL具塞比色管中與測定標準溶液同步驟進行測定由標準工作曲線求得試樣中鉛的濃度計算實驗的精密度和準確度水平吸取試液四份以上于各量瓶中，第一份不加待測元素標準溶液，第二份開始，依次按比例加入不同量待測組分標準溶液，用溶劑稀釋至同一的體積。空白只加試劑。以空白為參比，在相同測量條件下，分別測量各份試液的吸光度。標準加入法（又稱直線外推法）1.操作Ｃ０為所配標準溶液濃度標準加入法工作曲線未稀釋樣品濃度

繪出工作曲線，并將它外推至濃度軸，則在濃度軸上的截距，即為未知濃度cX

。在標準加入法中，測量吸光度的數(shù)個溶液的條件，除待測元素的含量不同外，其它條件均完全相同，所以它能消除儀器因素以外的一些干擾，因而準確度較高。使用時須注意：①須線性良好；②至少四個點；③盡可能使CX≈Std1(C0)；④斜率小時誤差大；⑤只能消除基體效應，不能消除分子和背景吸收的干擾。2.標準加入法的特點及注意問題：3.例：用冷原子吸收法測定廢水中汞分別吸取試液10.00mL于一組25mL的容量瓶中,加入不同體積的標準汞溶液(濃度為0.4μg.mL-1),稀釋至刻度.測得下列吸光度:V

標準Hg/mL

空白

0.000.501.001.502.002.50A0.015

0.0670.1450.2220.2940.3710.445樣品+標準系列溶液

空白溶液解:每一個吸光度值都減去空白值0.015.然后以A值為縱坐標,加入汞標準液體積為橫坐標作圖.得一直線.外延此直線與橫軸相交,交點與原點間距離為0.40mL.故水樣中汞的含量為:

0.4×0.4×1000/10.00×10-3=0.016mg.L-1

三、靈敏度＆檢測限1.靈敏度（S）

即當待測元素的c或質(zhì)量m改變一個單位時，吸光度A的變化量。

S=dA/dc或S=dA/dm

S越大，靈敏度越高。影響S的因素取決于待測元素本身的性質(zhì)與儀器的性能有關。受實驗條件因素的影響。

兩種元素靈敏度比較AAS靈敏度的常用表示方法：火焰原子法——特征濃度石墨爐原子法——特征質(zhì)量①．特征濃度（

C0

）

指產(chǎn)生1%凈吸收溶液中待測元素的質(zhì)量濃度(μg.mL-1/1%)

（在火焰原子法中）（I0-I）/I0=1/100或A=0.0044(A=logI0/I=log100/99=0.0044)特征濃度計算式：C0=C×0.0044/A(μg.mL-1/1%)

C表示待測元素標準溶液的濃度

A為待測元素標準溶液的吸光度值

特征質(zhì)量是指對應于1%凈吸收的絕對量特征質(zhì)量的計算公式為：

m0=m×0.0044/A

（ng/1%)

式中m為分析物質(zhì)量，單位為Pg或ng，A為吸光度.②．特征質(zhì)量（m0）

（石墨爐原子吸收法）特征濃度或特征質(zhì)量越小越好。例:

某原子吸收分光光度計,對濃度均為0.20μg.mL-1的Ca2+

溶液和Mg2+標準溶液進行測定,吸光度分別為0.054和0.072.比較這兩個元素哪個靈敏度高?解:

對Ca2+的靈敏度:S=0.0044×0.20/0.054=0.016(μg.mL-1/1%)

對Mg2+的靈敏度:S=0.0044×0.20/0.072=0.012(μg.mL-1/1%)

所以:Mg2+的靈敏度較Ca2+為高在適當置信度下，能檢測出的待測元素的最小濃度或最小量。在原子吸收中，檢出限DL表示被測元素能產(chǎn)生的信號為空白值的標準偏差3倍時元素的質(zhì)量濃度或質(zhì)量。

2檢測限(DL)至少十次連續(xù)測量空白值的標準偏差DC=（c·3σ）/A意義:噪聲對檢測限和特征濃度的影響但A法的噪聲比B大，其檢出限比B差樣品用A法與B法檢測時，靈敏度相同S大，空白值及其波動越小，方法的D越低。D比特征濃度更有明確的意義。重要的技術指標。發(fā)表論文需報道：檢出限D，相對標準偏差，回收率，

線性回歸方程，相關系數(shù)等。C:待測元素的濃度;A:濃度為C(或質(zhì)量為m)的待測元素的多次測定的平均吸收度值,σ空白溶液吸光度的標準偏差測定方法：

用空白溶液或接近空白的標準溶液進行至少10次連續(xù)測定（11～21次），所得吸光度的標準偏差的3倍（3σ）時所對應的質(zhì)量濃度或質(zhì)量分數(shù)求得。

DC=（c·3σ）/A(μg·mL-1)Dm=(m·3σ)/A（μg·g-1）3、工作對照國家一級標準物質(zhì)楊樹葉可做為工作對照物質(zhì)，每次隨行測定，檢查方法的可靠性。4、AAS中常用單位1ppm=1μg/g1ppm=1μg/mL=1mg/L1ppb=1ng/mL=1μg/L第六節(jié)實驗技術主要內(nèi)容.樣品的前處理原則.樣品微波消解法三.分析條件的選擇(自學)四.常測幾種元素原子化方法測定五.AAS測定注意事項充分消解有機物，使待測元素完全解離；待測元素不能有損失；有效防止或減少試劑、操作環(huán)境等對供試品溶液的污染；效率高，操作安全、簡便。

一樣品的前處理原則

二樣品微波消解法

特點：

效率高，可以消除環(huán)境對樣品的污染，待測元素揮發(fā)損失小，由于酸用量很少，因此可大幅降低空白值。目前，最先進的元素分析樣品前處理方法，在2010版藥典中列為首選方法（第一法）方法:試樣粉末0.5g加HNO3，H2O25～7ml置微波溶解爐內(nèi)梯度加壓，5-10min取出加熱驅趕氮氧化物供試液

1.分析線

一般選待測元素的共振線作為分析線，測量高濃度時，也可選次靈敏線。2.通帶（調(diào)節(jié)狹縫寬度）

無鄰近干擾線（如測堿及堿土金屬）時，選較大的通帶，反之（如測過渡及稀土金屬），宜選較小通帶。3.空心陰極燈電流

在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光通量的情況下，盡量選較低的電流。

三分析條件的選擇

4.火焰

依據(jù)不同試樣元素選擇不同火焰類型5.觀測高度

調(diào)節(jié)觀測高度（燃燒器高度），可使元素通過自由原子濃度最大的火焰區(qū)，靈敏度高，觀測穩(wěn)定性好。

四常測幾種元素原子化方法測定

火焰法：Cu

石墨爐法：Pb、Cd

氫化物法：As

冷原子吸收法：Hg甘草、白芍、丹參、黃芪、金銀花、西洋參:

鉛≤百萬分之五(5ppm)鎘≤千萬分之三(3ppb)砷≤百萬分之二(2ppm)汞≤千萬分之二(2ppb)銅≤百萬分之二十(20ppm)

五注意事項容器:

所用容量器皿應盡可能使用耐腐蝕的塑料器皿，以聚四氟乙烯材料制成的器皿為最好，玻璃器皿易吸附或吸收金屬離子，因此僅適于短時間內(nèi)對溶液的容量使用?？瞻自囼?

原子吸收分光光度法靈敏度很高，極易受容器、試劑、水、試驗室環(huán)境等的污染，因此每次測定必須隨行空白實驗。樣品測定結果應扣除空白值后再行計算。若空白值過高，則測定結果不可信。試劑:

硝酸、高氯酸應采用高純試劑；鹽酸、硫酸、磷酸二氫銨、硝酸鎂應為優(yōu)級純，其他為分析純，使用前應檢查各試劑中的相關金屬元素含量符合測定的要求。水:

應為用石英蒸餾器蒸餾的超純水，使用前應檢查相關金屬元素含量。第七節(jié)應用與示例1測定意義微量元素與許多慢性病、退行性疾病甚至惡性病有關聯(lián)。如：癌癥、心血管病、腦病、神經(jīng)系統(tǒng)疾患、肝病、風濕性炎癥、地方病、營養(yǎng)缺乏癥等。用AAS對藥品進行微量元素檢測，為預防和診斷疾病起到不可估量作用。藥品中重金屬殘留量測定藥典一、二、三部均收載AAS

一AAS在生物和醫(yī)藥領域中的應用2生物樣品和藥品的制備藥品的制備方法：樣品多數(shù)不能直接用于測定，需要經(jīng)過樣品預處理，通過破壞有機基體，制備成均勻的分析用試樣或將樣品轉變成溶液后才能用于測定。

例1石墨爐原子吸收法測定茶葉中的鉻和鈹Cr和Be都是有害元素，Cr過量可致癌，Be過量吸入可致呼吸系統(tǒng)疾病。樣品的消解和試樣的制備——茶葉粉碎，平行稱取數(shù)份1.0000g于壓力消解罐中，加入消解溶劑（硝酸）浸泡過夜，微波消解至消化完全，再蒸至小體積，取下，冷卻，移入25容量瓶中，稀釋至刻度。測定條件波長Cr357.9nm，燈電流15mA；Be234.9，燈電流10.光譜帶寬0.7nm.Cr和Be石墨爐升溫程序為：干燥130℃，5s/25s；灰化1500℃，10s/20s；原子化2300℃，0s/5s；凈化2450℃，1s/5s。純氬作保護氣體，進樣體積20μl，同時加3g/LMg(NO3)25μl;塞曼效應扣背景，標準曲線法定量。檢出限分別為66ng/g和4.8ng/g，特征量分別為5.3*10-12g和1.9*10-12g主要試劑（1）HNO3（超純）、HCl（GR）、30％H2O2（GR）、

NH4Cl（GR）、溴化十六烷基吡啶（CPB,GR）、