原子吸收光譜分析基本原理與原子吸收光譜儀-141課件

基本原理認(rèn)識原子吸收分光光度計定量方法和分析條件的選擇干擾的消除教學(xué)內(nèi)容2學(xué)時理論2學(xué)時理論+3學(xué)時實驗2學(xué)時理論儀器分析實用技術(shù)2023/7/31基本原理定量方法干擾的教學(xué)內(nèi)容2學(xué)時理論2學(xué)時理論+3學(xué)時實1引入

據(jù)新華社報道，美國一家獨立實驗室今年9月抽檢了美國市場上33個品牌的紅色系唇膏。檢測結(jié)果顯示，61%的口紅含鉛，含鉛量從0.03ppm至0.65ppm不等。但沒有一種口紅在包裝上標(biāo)注含鉛。這份名為《毒吻：含鉛口紅的問題》報告稱，含鉛量較高的口紅包括：歐萊雅紛澤滋潤正紅色唇膏(0.65ppm)、封面女郎鮮紅色唇膏(0.56ppm)、迪奧魅惑暗紅色唇膏，而諸如露華濃等品牌的口紅不含鉛，價格也相對便宜。這些口紅均由美國制造。

----2019年10月15日

07:40每日經(jīng)濟新聞

儀器分析實用技術(shù)2023/7/31引入據(jù)新華社報道，美國一家獨立實驗室今年9月抽檢了美國市場2可見鉛在化妝品中屬有毒物質(zhì)，一定含量的鉛可造成人體皮膚等部位中毒，對人體安全危害較大。國家化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，化妝品中鉛的總含量(以鉛計)不得超過4×10-5(含乙酸鉛的染白劑除外)?？捎没鹧嬖游辗止夤舛确ㄅc雙硫腙萃取分光光度法兩種方法測定。

古羅馬的女性為使膚色更白而制造了一個帝國和種族滅亡的天大悲劇。在攻占古希臘后古羅馬人發(fā)現(xiàn)，鉛粉可以制成化妝品，能使女性的皮膚變得白皙細(xì)嫩，更為漂亮。于是，古羅馬女性樂此不疲，長期使用鉛來美白皮膚，使得鉛蓄積在骨骼和軟組織中、特別是腦中，導(dǎo)致人體生理功能下降，幼兒智力低下，行動異常。蓄積在羅馬人體內(nèi)的鉛毒在下一代人中充分發(fā)揮了殺傷力。古羅馬特洛伊貴族35名結(jié)婚的王公有半數(shù)不育。其余人雖能生育，但所生的孩子幾乎個個都是低能兒和癡呆兒。幾代以后羅馬皇室就再也找不到嫡親的可以傳位的子女了。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31可見鉛在化妝品中屬有毒物質(zhì)，一定含量的鉛可造成人體皮膚等部位3隨著臨床醫(yī)學(xué)的進步，最近開始應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。原子吸收光譜分析在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，才使得正確檢測各種含量在ppm(百萬分率或百萬分之幾)或ppb級(10億分之一)的微量元素成為可能。目前，原子吸收光譜分析檢測微量元素在臨床中得到廣泛的應(yīng)用,各大醫(yī)院均采用此方法,是徹底淘汰生化法（鋅原卟啉法、雙硫腙法、其它比色法等）、電化學(xué)法的首選方法。

原子吸收光譜分析法（AAS）在疾病控制中心更是作為“金標(biāo)準(zhǔn)”。目前我國的各級醫(yī)療保健單位，尤其是婦幼保健單位、兒童醫(yī)院、綜合醫(yī)院等，已經(jīng)將人體元素（鉛、鋅、銅、鈣、鎂、鐵等）檢測作為常規(guī)項目。如何選擇一種適合的儀器，是醫(yī)院管理者在采購過程中面臨的首要問題。

2023/7/31隨著臨床醫(yī)學(xué)的進步，最近開始應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。原子吸收光譜4認(rèn)識原子吸收分光光度計概念基本原理分析流程儀器構(gòu)造和操作儀器分析實用技術(shù)2023/7/31認(rèn)識原子吸收分光光度計概念儀器分析實用技術(shù)2023/7/265問題1那么化妝品中的這些重金屬如何檢測？可以采用化學(xué)法、電位分析法、可見分光光度法等，這些方法各有其缺點：（1）化學(xué)法靈敏度都相對較低，適于測定常量元素（2）電位分析法和可見分光光度法另外兩種方法易受溶液中共存成分干擾。儀器分析實用技術(shù)解決方法：原子吸收分光譜法是解決這類問題非常好的一種方法。

2023/7/31問題1那么化妝品中的這些重金屬如何檢測？可以采用化學(xué)法、電位6

本章訓(xùn)練項目用原子吸收分光光度法對化妝品中的鉛、鎘等重金屬的含量進行檢測評價任務(wù)1：原子吸收分光光度計的基本操作任務(wù)2：分解制備樣品任務(wù)3：利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對化妝品中的鉛、鎘等重金屬的含量進行測定任務(wù)4：利用標(biāo)準(zhǔn)加入法對化妝品中的鉛、鎘等重金屬的含量進行測定任務(wù)5：質(zhì)量評價儀器分析實用技術(shù)2023/7/31本章訓(xùn)練項目用原子吸收分光光度法對化妝品中的鉛、鎘7

原子吸收的概念基本原理：依據(jù)原子蒸氣對特定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。（定量分析）。應(yīng)用領(lǐng)域:冶金、地質(zhì)勘探、質(zhì)檢監(jiān)督、環(huán)境檢測、疾病控制等。原子吸收譜線輪廓儀器分析實用技術(shù)2023/7/31原子吸收的概念基本原理：依據(jù)原子蒸氣對特定譜線的吸收進行8原子吸收光譜產(chǎn)生

formationofAAS基態(tài)第一激發(fā)態(tài)發(fā)射一定頻率的輻射能量吸收一定頻率的輻射能量吸收光譜發(fā)射光譜產(chǎn)生共振吸收線（簡稱共振線）產(chǎn)生發(fā)射共振線（也簡稱共振線）儀器分析實用技術(shù)2023/7/31原子吸收光譜產(chǎn)生

formationofAAS基態(tài)第一激91、共振吸收線:當(dāng)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，稱為共振吸收線，簡稱共振線。2、共振發(fā)射線：當(dāng)電子從第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)時，則發(fā)射出同樣頻率的光輻射，其對應(yīng)的譜線稱為共振發(fā)射線，也簡稱共振線。3、分析線：用于原子吸收分析的特征波長的輻射稱為分析線，由于共振線的分析靈敏度高，光強大常作分析線使用。幾個基本概念(P171-172)儀器分析實用技術(shù)2023/7/311、共振吸收線:當(dāng)電子吸收一定能量從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)10??:KISDI鉛鎂※吸收400d的能量※吸收1000d的能量4001,000基態(tài)第一激發(fā)態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)（1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同各種元素基態(tài)第一激發(fā)態(tài):躍遷吸收能量不同——具有特征性——最易發(fā)生，吸收最強，最靈敏線——特征譜線（2）利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進行定量分析3.元素的特征譜線儀器分析實用技術(shù)2023/7/31??:KISDI鉛鎂※吸收400d的能量※吸收1000d的111、靈敏度高，檢出限低。2、準(zhǔn)確度高。3、選擇性好。4、操作簡便，分析速度快。5、應(yīng)用廣泛。6、分析不同元素，必須使用不同元素?zé)簟?、對于復(fù)雜樣品需要進行化學(xué)預(yù)處理。原子吸收光譜法特點儀器分析實用技術(shù)2023/7/311、靈敏度高，檢出限低。原子吸收光譜法特點儀器分析實用技術(shù)212任務(wù):比較原子吸收光譜和紫外-可見吸收光譜法原子吸收光譜紫外-可見吸收光譜法相同點基于物質(zhì)對光的吸收建立的方法—朗伯比爾定律不同點基態(tài)原子溶液中的分子或離子線狀光譜帶狀光譜金屬離子定量分析定量和定性\結(jié)構(gòu)推測分析儀器分析實用技術(shù)2023/7/31任務(wù):比較原子吸收光譜和紫外-可見吸收光譜法原子吸收光譜紫外132、原子吸收分光光度計儀器分析實用技術(shù)2023/7/312、原子吸收分光光度計儀器分析實用技術(shù)2023/7/2614光源（發(fā)射特征譜線）→原子化器（試樣轉(zhuǎn)化為原子蒸氣）→分光系統(tǒng)（分離特征譜線）→檢測系統(tǒng)（信號轉(zhuǎn)換、放大、顯示）分析流程問題:請根據(jù)該流程簡單設(shè)計原子吸收分光光度計.儀器分析實用技術(shù)2023/7/31光源（發(fā)射特征譜線）→原子化器（試樣轉(zhuǎn)化為原子蒸氣）→分光系15儀器結(jié)構(gòu)光源原子化系統(tǒng)分光系統(tǒng)檢測系統(tǒng)儀器分析實用技術(shù)2023/7/31儀器結(jié)構(gòu)光源原子化系統(tǒng)分光系統(tǒng)檢測系統(tǒng)儀器分析實用技術(shù)20216作用：產(chǎn)生原子吸收所需要的特征譜線。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;壽命長；價格便宜。類型：空心陰極燈、無極放電燈、蒸氣放電燈、激光光源燈。問題：要測定化妝品中的鉛應(yīng)該選擇什么光源？？空心陰極燈光源儀器分析實用技術(shù)2023/7/31作用：產(chǎn)生原子吸收所需要的特征譜線?？招年帢O燈光源儀器分析實17空心陰極燈的工作原理施加適當(dāng)電壓時，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極;與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊;使陰極表面的金屬原子濺射出來，濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。用不同待測元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈?？招年帢O燈的輻射強度與燈的工作電流有關(guān)。優(yōu)點：輻射光強度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。缺點：每測一種元素需更換相應(yīng)的燈。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31空心陰極燈的工作原理施加適當(dāng)電壓時，電子將從空心陰極內(nèi)18作用：將待測樣中待測元素變成氣態(tài)的基態(tài)原子。種類：火焰原子化器；石墨爐原子化器?；鹧嬖踊黛F化器燃燒器預(yù)混合室原子化系統(tǒng)無火焰原子化器儀器分析實用技術(shù)2023/7/31作用：將待測樣中待測元素變成氣態(tài)火焰原子化器霧化器燃燒器預(yù)19（2）火焰火焰溫度的選擇：

（a）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；（b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；（c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用空氣—乙炔最高溫?600K能測35種元素。問題：請選擇測定化妝品中鉛含量合適的火焰。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31（2）火焰火焰溫度的選擇：問題：請選擇測定化妝品中鉛含量合適20火焰類型：化學(xué)計量火焰：度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。富燃火焰：原性火焰，燃燒不完全，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。貧燃火焰：焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測定。2023/7/31火焰類型：化學(xué)計量火焰：度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，富燃21儀器分析實用技術(shù)2023/7/31儀器分析實用技術(shù)2023/7/2622石墨爐原子化裝置(自學(xué))（1）結(jié)構(gòu)

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。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31石墨爐原子化裝置(自學(xué))（1）結(jié)構(gòu)儀器分析實用技術(shù)2023/23（2）原子化過程原子化過程分為干燥、灰化（去除基體）、原子化、凈化（去除殘渣）四個階段，待測元素在高溫下生成基態(tài)原子。

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。

缺點：精密度差，測定速度慢，操作不夠簡便，裝置復(fù)雜。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31（2）原子化過程原子化過程分為干燥、灰化（去除基體）、原子化24作用：將待測元素的吸收線與鄰近線分開。組成：入射狹縫，出射狹縫和色散元件（棱鏡或光柵）。

分光系統(tǒng)儀器分析實用技術(shù)2023/7/31作用：將待測元素的吸收線與鄰近線分開。分光系統(tǒng)儀器分析實用25

單道單光束原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計類型儀器分析實用技術(shù)2023/7/31單道單光束原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計類型儀器分析26單道雙光束原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計類型儀器分析實用技術(shù)2023/7/31單道雙光束原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計類型儀器分析27開啟主機電源,調(diào)節(jié)燃燒器高度,對準(zhǔn)光路基本操作儀器分析實用技術(shù)調(diào)節(jié)燃燒器旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)鈕

調(diào)節(jié)燃燒器前后調(diào)節(jié)鈕使從光源發(fā)出的光斑在燃燒縫的正上方，與燃燒縫平行開啟主機電源2023/7/31開啟主機電源,調(diào)節(jié)燃燒器高度,對準(zhǔn)光路基本操作儀器分析實用技28檢查廢液排放管液封檢查液排放管中液面是否在環(huán)的上方，如果沒有向排水安全槽內(nèi)倒入少量水基本操作儀器分析實用技術(shù)2023/7/31檢查廢液排放管液封檢查液排放管中液面是否在環(huán)的上方，如果沒有29樣品吸光度測量將吸樣毛細(xì)管插入蒸鎦水，待吸光度穩(wěn)定后點擊“校零”，吸光度顯示為零。提起毛細(xì)管，用濾紙擦去水分。插入試樣溶液中，待吸光度穩(wěn)定后讀取并記錄吸光度。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31樣品吸光度測量將吸樣毛細(xì)管插入蒸鎦水，待吸光度穩(wěn)定后點擊“校303、關(guān)機操作：吸入蒸餾水5min關(guān)閉空壓機關(guān)閉乙炔總閥熄火關(guān)閉減壓閥關(guān)閉排風(fēng)關(guān)閉主機電源儀器分析實用技術(shù)2023/7/313、關(guān)機操作：吸入蒸餾水5min關(guān)閉空壓機關(guān)閉乙炔總閥熄火關(guān)31接通電源，打開電腦儀器操作方法小結(jié) * 資料來源： 安裝空心陰極燈打開主機電源打開操作軟件，初始化檢查排水裝置開空氣壓縮機,調(diào)節(jié)出口壓力為0.3MPa開乙炔鋼瓶，調(diào)出口壓力為0.05MPa設(shè)置實驗條件，尋峰點火；樣品測定結(jié)束工作，按相反順序關(guān)機，并填寫儀器使用記錄儀器分析實用技術(shù)32接通電源，打開電腦儀器操作方法小結(jié) * 安裝空心打開主機電常見故障及排除故障現(xiàn)象：顯示器不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。先檢查保險絲是否松動或熔斷，再檢查電源線是斷路或接觸不良。正常時，電源進線與機殼間的絕電阻應(yīng)大于20mΩ

。故障現(xiàn)象：空心陰極燈點不亮?？赡苁菬綦娫匆褖幕蛭唇油?；燈頭接線斷路或燈頭與燈座接觸不良。可分別檢查燈電源、連線及相關(guān)接插件。故障現(xiàn)象：空心陰極燈內(nèi)有跳火放電現(xiàn)象。這是燈陰極表面有氧化物或雜質(zhì)的原因?？杉哟鬅綦娏鞯绞畮讉€毫安，直到火花放電現(xiàn)象停止。若無效，需換新燈。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31常見故障及排除故障現(xiàn)象：顯示器不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。儀器分析實用33故障現(xiàn)象：空心陰極燈輝光顏色不正常。這是燈內(nèi)惰性氣體不純?？稍诠ぷ麟娏飨路聪蛲娞幚恚钡捷x光顏色正常為止。故障現(xiàn)象：輸出能量過低?？赡苁遣ㄩL超差；陰極燈老化；外光路不正；透鏡或單色器被嚴(yán)重污染；放大器系統(tǒng)增益下降等。若是在短波或者部分波長范圍內(nèi)輸出能量較低，則應(yīng)檢查燈源及光路系統(tǒng)的故障。若輸出能量在全波長范圍內(nèi)降低，應(yīng)重點檢查光電倍增管是否老化，放大電路有無故障。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31故障現(xiàn)象：空心陰極燈輝光顏色不正常。儀器分析實用技術(shù)20234故障現(xiàn)象：電氣回零不好。這是陰極燈老化。更換新燈。廢液不暢通，霧化室內(nèi)積水。應(yīng)及時排除。燃?xì)獠环€(wěn)定，使測定條件改變?？烧{(diào)節(jié)燃?xì)?，使之符合條件。陰極燈窗口及燃燒器兩側(cè)的石英窗或聚光鏡表面有污垢。逐一檢查清除。毛細(xì)管太長。可剪去多余的毛細(xì)管。故障現(xiàn)象：穩(wěn)定性差。這是儀器受潮或預(yù)熱時間不夠。可用熱風(fēng)機除潮或按規(guī)定時間預(yù)熱后再操作使用。燃?xì)饣蛑細(xì)鈮毫Σ环€(wěn)定。若不是氣源不足或管路泄漏的原因，可在氣源管道上加一閥門控制開關(guān)，調(diào)穩(wěn)流量。廢液流動不暢。停機檢查，疏通或更換廢液管?；鹧娓叨冗x擇不當(dāng)，造成基態(tài)原子數(shù)變化異常，致使吸收不穩(wěn)定。光電倍增管負(fù)高壓過大。雖然增大負(fù)高壓可以提高靈敏度，但會出現(xiàn)噪聲大，測量穩(wěn)定性差的問題。只有適當(dāng)降低負(fù)高壓，才能改善測量的穩(wěn)定性。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31故障現(xiàn)象：電氣回零不好。儀器分析實用技術(shù)2023/7/2635故障現(xiàn)象：靈敏度低。這是陰極燈工作電流大，造成譜線變寬，產(chǎn)生自吸收。應(yīng)在光源發(fā)射強度滿足要求的情況下，盡可能采用低的工作電流。霧化效率低。若是管路堵塞的原因，可將助燃?xì)獾牧髁块_大，用手堵住噴嘴，使其暢通后放開。若是撞擊球與噴嘴的相對位置沒有調(diào)整好，則應(yīng)調(diào)整到霧呈煙狀液粒很小時為最佳。燃?xì)馀c助燃?xì)庵冗x擇不當(dāng)。一般燃?xì)馀c助燃?xì)庵刃∮跒樨氀妫橛诤椭g為中焰，大于為富焰。燃燒器與外光路不平行。應(yīng)使光軸通過火焰中心，縫與光軸保持平行。分析譜線沒找準(zhǔn)?？蛇x擇較靈敏的共振線作為分析譜線。樣品及標(biāo)準(zhǔn)溶液被污染或存放時間過長變質(zhì)。立即將容器沖洗干凈，重新配制。儀器分析實用技術(shù)2023/7/31故障現(xiàn)象：靈敏度低。儀器分析實用技術(shù)2023/7/2636故障現(xiàn)象：背景校正噪聲大。這是光路未調(diào)到最佳位置。重新調(diào)整氘燈與空心