原子吸收光谱分析技术（通用12篇）
原子吸收光谱分析技术 篇1
传统的环境监测只对有毒金属元素的总量进行检测, 但现代科学研究表明, 许多元素的毒性与其化学形态有关, 同种元素的不同形态对环境和人类的影响也不一样。在生物学领域中, 金属以何种方式作用于生物体系, 其决定因素是金属元素的化学形态而不是其总量。因而在现代环境科学研究中不仅要对元素的总量进行测定, 更需对其进行形态分析, 以了解化合物在环境中的赋存形态、迁移转化规律及其毒理效应。
1 方法原理
化学形态分析主要采用色谱法。对一些具有挥发性的化合物, 气相色谱 (GC) 是主要的分析手段。但由于一般色谱检测器对大多数金属元素的测定不够灵敏和特效, 使得GC在有机金属化合物的形态分析方面受到许多限制。原子吸收光谱 (AAS) 作为元素特效检测器与GC联用已成为金属形态分析的主要方法, 这种联用技术既具备GC分离能力强、基体干扰少等优点, 也具备AAS灵敏度高和选择性好的特点, 弥补了GC检测器对金属不灵敏和AAS对同一元素的不同形态无法区分的缺陷。
GC-AAS联用装置。它的原理是:待测样品由进样口注入, 在气化室气化后由载气带入色谱柱, 由于进入色谱柱的待分离组分具有不同的物理或化学性质, 它们在固定相和流动相中具有不同的分配系数, 当这些组分随着流动相 (载气) 移动时, 它们在两相间反复多次分配, 从而使各组分得到完全分离, 分离后的各组分在载气和辅助尾吹气的共同作用下进入加热的不锈钢管, 分解后得到待测物的元素态并通过T型管的吸收管进入石英原子化器并被原子吸收仪测定。
2 原子吸收光谱分析的优点
原子吸收光谱分析能在短短的三十多年中迅速成为分析实验室的有力武器, 由于它具有许多分析方法无可比拟的优点。
2.1 灵敏度高
采用火焰原子化方式, 大多元素的灵敏度可达ppm级, 少数元素可达ppb级, 若用高温石墨炉原子化, 其绝对灵敏度可达10-10~10-14g, 因此, 原子吸收光谱法极适用于痕量金属分析。
2.2 选择性好
由于原子吸收线比原子发射线少得多, 因此, 本法的光谱干扰少, 加之采用单元素制成的空芯阴极灯作锐线光源, 光源辐射的光谱较纯, 对样品溶液中被测元素的共振线波长处不易产生背景发射干扰。
2.3 操作方便、快速
原子吸收光谱分析与分光光度分析极为类似, 其仪器结构、原理也大致相同, 因此对于长期从事化学分析的人使用原子吸收仪器极为方便, 火焰原子吸收分析的速度也较快。
2.4 抗干扰能力强
从玻尔兹曼方程可知, 火焰温度的波动对发射光谱的谱线强度影响很大, 而对原子吸收分析的影响则要小的多。
2.5 准确度好
空芯阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素所吸收。所以, 原子吸收分析的准确度较高。当然, 原子吸收光谱分析也存在一些不足之处, 原子吸收光谱法的光源是单元素空芯阴极灯, 测定一种元素就必须选用该元素的空芯阴极灯, 这一原因造成本法不适用于物质组成的定性分析, 对于难熔元素的测定不能令人满意。另外原子吸收不能对共振线处于真空紫外区的元素进行直接测定。
当然, 也可能同一个业主同时属于几类不同类型的业主, 这时可以根据具体情况进行分析。
3 气相色谱与原子吸收分析联用技术应用
GC-AAS联用技术的发展使得许多由单一的色谱法无法检测到的痕量有机金属化合物的形态得到灵敏测定, 同时也将AAS的应用由测定单一元素的总量扩展到形态分析领域。
GC-AAS联用的关键是接口部分的设计, 本实验室发展的GC-AAS联用技术的接口具有以下优点:
3.1 T型石英管较长, 可使原子在光路内
的滞留时间增加, 且样品在进入吸收管以前原子化, 到达吸收管之前有一段距离使之降温, 比直接加热T型管获得的灵敏度高, 有利于提高测定灵敏度;
3.2 选用0.5~1.0mm内径的不锈钢管传送,
克服了样品在传送过程中由于扩散而造成的谱带展宽, 获得了满意的分离效果;
3.3 不锈钢管口进入到T型吸收管的交点
处, 使其尽量靠近空心阴极灯的光束而又不阻挡光束, 同时可避免在其中分解的待测组分在吸收管前的扩散, 获得好的峰型。
目前GC-AAS联用方法已广泛用于环境和生物样品分析、饲料检测、精细化工分析及药物检测等方面, 多为痕量有毒有机金属化合物的形态分离与测定, 典型的有有机汞、有机硒、有机锗、有机锡等的形态分析。本课题组先后完成了空气中二甲基汞 (DMM) 、二乙基汞 (DEM) 、甲基汞 (MMC) 、乙基汞 (EMC) 和苯基汞 (PMC) 的形态分析、生物样品中MMC的分析、土壤及底泥中MMC、EMC、PMC的分离测定和二甲基硒、二乙基硒和二甲基二硒的形态分析。有关的研究1998年获得中国科学院自然科学二等奖。
4 气相色谱与原子吸收分析联用技术的发展前景
由于GC-AAS联用既避免了AAS用于形态分析时需将所测形态单独从基体中分离出来的复杂操作, 又克服了传统GC检测器对环境中痕量有机金属化合物不灵敏的缺点, 因而广泛适用于环境及生物样品中极性差别不大、在一定的加热温度下有挥发性, 但热稳定、原子化温度较低的有机金属化合物, 如烷基汞、硒、锡、锗和铅等的形态分析。若与新兴的样品前处理技术, 如微波萃取、固相萃取、固相微萃取等联用, 可大大缩短GC-AAS的分析时间, 使之更适合现代环境分析快速、准确的要求。但对于Hg2+和饱和烷基汞、Se4+和饱和烷基硒这两类极性差别很大, 以及砷化物这类不易挥发、热不稳定的化合物的分离测定, GC-AAS的使用还受到一定的限制。
摘要：传统的环境监测只对有毒金属元素的总量进行检测, 但现代科学研究表明, 许多元素的毒性与其化学形态有关, 同种元素的不同形态对环境和人类的影响也不一样。在生物学领域中, 金属以何种方式作用于生物体系, 其决定因素是金属元素的化学形态而不是其总量。因而在现代环境科学研究中不仅要对元素的总量进行测定, 更需对其进行形态分析, 以了解化合物在环境中的赋存形态、迁移转化规律及其毒理效应。
关键词：原子吸收,气相色谱,联用技术
参考文献
[1]赵泰.连续光源原子吸收光谱仪——划时代的技术革命[J].现代科学仪器, 2005 (1) .[1]赵泰.连续光源原子吸收光谱仪——划时代的技术革命[J].现代科学仪器, 2005 (1) .
[2]刘俊娓, 丁亮, 闫惠珍.从BCEIA看高新技术在原子吸收光谱仪中的应用[J].现代科学仪器, 2007 (3) :63-65.[2]刘俊娓, 丁亮, 闫惠珍.从BCEIA看高新技术在原子吸收光谱仪中的应用[J].现代科学仪器, 2007 (3) :63-65.
[3]金钦汉.分析仪器的发展趋势和几种有价值的分析仪器新技术[J].现代科学仪器, 2006 (4) :19-21.[3]金钦汉.分析仪器的发展趋势和几种有价值的分析仪器新技术[J].现代科学仪器, 2006 (4) :19-21.
原子吸收光谱分析技术 篇2
姓名:平洁职务： 疾控中心主任助理，实验室质量负责人
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原子吸收光谱分析技术 篇3
关键词：原子吸收光谱法 药品分析 应用
中图分类号：O657.3 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）04-0032-01
原子吸收光谱法又叫原子吸收分光光度法，简称AAS，是1995年物理学家阿兰·沃尔什提出，发表出一篇应用原子吸收光谱法为分析方法的医学文章。目前原子吸收光谱法已经广泛被关注和应用，随着科学和医学技术的发展，其技术水平也相对提高，这种分析方法分直接法和间接法，成为药品分析中的重要应用工具。
1 原子吸收光谱法的方法和特点
近年来，原子吸收光谱法的方法以及逐渐被衍生开来，也越来越具有行业特色，在药物成分分析中，我们可以分为直接法和间接法，直接法是直接测定药物分子中的金属原子、离子等极易于测定的成分，如将样品含有钴离子溶解于240.7nm波长下测定钴就可以直接得到VB12的含量了。间接法就是不能用直接法来测定的，我们根据药物分子的基因特性，可以通过一些化学反应和金属离子间的反应进行溶解或者沉淀等，经过分离和萃取来间接测定药物的成分。2005年的中国药典中我们分为：石墨炉原子吸收法、氢化物发生器法、冷原子吸收法。火焰原子吸收法。
原子吸收光谱法的特点有：选择性好、操作性强、精密度极高、分析速度快、用样量较小、应用范围较广、成本较低、具有抗干扰能力强等优点。虽然有着这么多的优点，但也有缺陷，这种分析法主要对药品的单个元素进行定量分析，而不能定性分析。
2 原子吸收光谱法在药品分析中的应用
（1）微量元素的分析。微量元素中又分为微量元素的形态分析和含量分析。在药品的分析中，药品中微量元素的含量会影响到药品的疗效，同时也有着微量元素形态的影响。在不同形态下微量元素的化合价会有所不同，导致药品的络合状态、作用环境、亲脂性、生物活性等都不同，也有着不同的药效。因此，对药品中微量元素形态的研究有重要的意义，如研究微量元素中锌的形态对人体肠胃的疗效影响，采用原子吸收光谱法进行模拟，测定中药中锌形态的各种含量，如水煎液中锌、水溶态锌和醇溶态锌。从而对测定的结果进行详细对比分析和研究，得出相对精确的结果，也说明了此药品中锌的形态和人体肠胃的酸度有直接关系。除了微量元素的形态分析外，微量元素的含量也直接影响着药品的药效，直接决定了药品的疗效，随着生活水平的提高，人们越来越关注自身的健康情况，微量元素的含量与人体健康有非常密切的关系，人们也越来越重视。医学研究也说明，药品要发挥出其重大的药效，微量元素的作用也十分重大，提高药效的前提就是要对药品进行微量元素的分析。如测定银杏和绞股蓝青叶中的几种微量元素，采用原子吸收光谱法可以测定Ge、Se、Zn、Cu、Fe等微量元素的含量和种类。（2）有机成分的分析。除了对微量元素的形态和含量分析之外，应用原子吸收光谱法可以测定药品中的有机成分，从而确定有机成分的含量和种类，一般我们会采用间接法来进行测定。如加入氯化钾和四苯硼钠对硫酸阿托品进行沉淀，间接测定钾的余量从而反应硫酸阿托品的含量。这种测定方法准确度极高，而且最有效、最简单和快速，进而能准确地测定药品中有机成分的应用。又例如采用原子吸收光谱法测定微量元素中沉淀的锌，间接测定环丙沙星的含量和浓度。这种方法能避免了配制样品的各种麻烦，从而提高测定的精度和效率。（3）其他杂质限定。药品制造的过程中杂质限定是非常重要步骤，由于原材料、催化剂和设备容器的相关污染，会引起其他微量元素，包括金属离子间的杂质，导致直接影响药品的治疗效果，这种测定有利于药品用药的安全性。如半合成青霉素，钯是合成中的一种催化剂，在制备过程中采用标准测定方法分析链霉素的含量，从而选择氧化亚氮或者乙炔火焰来替换被污染的硅。在测定药品中的砷，需要灵敏度和准确度，也直接影响药品的治疗效果，从而一般采用石墨炉原子化测定法进行测定，可以准确而详细地分析出有关药品中砷的含量，将样品用硝酸加热后进行消解，然后再加入氨水及硝酸镧，放入石墨炉193.8nm波长处进行测定，可以测定出10ng-200ng之间的砷。而像铅的分析则可以采用火焰原子吸收光谱法进行测定，从而达到一定的灵敏度和准确度。
3 讨论
近年来，原子吸收光谱法越来越广泛地应用于药品分析中，同时也取得了不错的效果和进展，这也表明了原子吸收光谱法在药用价值和开发等方面有极及重大的应用前景，人们也对原子吸收光谱法在微量元素形态和含量分析的应用中有了更多的探索和研究。虽然有着显著的效果，但是也存在着问题和挑战，如采用原子吸收光谱法在药品分析中，怎样才能保持微量元素的形态不变？这个问题是无数医学研究学家的探究问题。再者就是许多的分析都是要经过不同的实验来验证的，然而在选择不同的实验条件是，就面临着各种各样的考虑和因素。因此，我们对于原子吸收光谱法在药品分析的应用有着几点建议，第一，原子吸收光谱法主要还是应用于药物和生物制剂等微量元素含量方面。第二，需要拓宽原先吸收光谱法测定的应用范围，为药品分析提供更新的分析方法和手段，如以金属离子为测定标准，引进大量的药品纯品。第三，可以将原子吸收光谱法与分离技术相结合，能更好地开展元素的形态分析，也为中医药的现代化提供依据和基础。
由此可见，原子吸收光谱法在基础和技术方面已经不断完善和发展中，同时在药品分析中也广泛应用，我们需要更加不断地进取，充分利用更多的先进科学和技术，一定程度上加强原子吸收光谱法在药品分析中的应用效率，从而大量推动医学药品行业的高速发展。
参考文献
[1]邓勃.原子吸收光谱法在元素形态分析方面的应用[J].现代仪器，2004（2）.22.
[2]陈伟光，刘亚答，韩青.原子吸收光谱法在环境及生物样品分析中的应用[[J].职业与健康，2006（15） .
[3]李仕辉，赵艳.原子吸收光谱分析技术与应用[J].忻州师范学院学报，2008（2）.
[4]王吉德，田笠卿，王连生.原子吸收法在有机分析中的应用（III）——茶叶中茶多酚的测定[J].高等学校化学学报，1995，16（4）：536-539.
[5]杨光，郎惠云.原子吸收光谱法在药物分析中的应用及进展[J].分析科学学报，2000，16：76-81.
[6]刘彦明.原子吸收光谱法测定中成药中微量元素[J].光谱学与光谱分析，2000，20（3）：373-375.
原子吸收光谱分析技术 篇4
原子吸收光谱分析仪器的原理, 是通过火焰、石墨炉等方法将待测元素在高温或是化学反应作用下变成原子蒸气;由光源灯辐射出待测元素的特征光, 通过待测元素的原子蒸气, 发生光谱吸收, 透射光的强度与被测元素浓度成反比, 在仪器的光路系统中, 透射光信号经光栅分光, 将待测元素的吸收线与其他谱线分开。经过光电转换器, 将光信号转换成电信号, 由电路系统放大、处理, 再由CPU及外部的电脑分析、计算、最终在屏幕上显示待测样品中微量及超微量的多种金属和类金属元素的含量和浓度, 由打印机根据用户要求打印多种型成的报告单。
1 光源
光源是用来产生待测元素的原子谱线的, 必须能够发射出比吸收线宽度更窄, 并且光强大、稳定的锐线光谱。
常用的光源有空心阴极灯 (包括高强度空心阴极灯、窄谱线灯、多元素空心阴极灯等) 及无极放电灯。
空心阴极灯的构造, 是由待测元素材料制成圆筒形空心阴极, 由钨材料制成棒型阳极, 两电极密封在充有惰性气体、前端带有英石窗的玻璃灯管中。
单一元素灯, 只能发射该种元素的特征光谱, 用于测该种元素, 为弥补这种缺憾, 研制了多元素灯, 灯阴极会有多种元素, 灯点燃后可以辐射多种元素的特征光谱。在测定时, 勿需换灯可先后测定样品中的不同元素。但该灯的缺点是光谱易干扰、辐射强度比单元素灯低、灵敏度差。
无极放电灯一般用于蒸气压较高的元素或化合物的测定上, 这种灯是一个石英管, 管内放进数毫克金属化合物并充有氩气。工作时将灯置于高频电场中, 氩气激发。随着管内温度升高, 金属化合物蒸发出来, 并进一步离解、激发, 从而辐射出金属元素的共振线。主要用砷、硒、镉、锡、贵金属等元素的测定。
2 原子化器
原子化器的作用是提供一定的能量, 使待测样品中的元素游离出蒸气基态原子, 并使其进入光源的辐射光程, 进行吸收, 由于原子吸收光谱分析是建立在基态原子蒸气对共振线吸收的基础上来分析元素含量的方法, 所以各种类型样品的原子化是分析中最关键的问题, 测定元素的结果是否准确, 很大程度上取决于样品的原子化状态。这就要求原子化器尽可能有高的原子化率, 并且稳定、重现性好, 干扰少和装备简单, 现在仪器最常用的有两种原子化器, 火焰原子化器和石墨炉。
2.1 火焰原子化器
是最常用的原子化器, 包括两个部分:一是把样品溶液变成高度分散状态的雾化器, 二是燃烧头。工作时, 由仪器外设的空压机提供压缩空气作为助燃气。由管道进入雾化器, 并在出口处以高速度喷出, 会造成局部负压, 使得样品溶液在大气压作用沿进样毛细管上升, 随压缩空气一同喷入雾室中。样品雾滴、助燃气与燃气一起在雾化器中充分混合后进入燃烧器, 借燃烧火焰的热量, 使待测元素原子化, 常用的燃气为乙炔、氢、煤气、丙烷等, 大多仪器外接高纯乙炔气罐, 以乙炔做燃气。
2.2 石墨炉
最常用的是管型高温石墨炉, 由于石墨是导体, 当在石墨管两端接上正负电极, 通上十几伏电压和400~500 A的大电流时, 石墨管会在2~4s的短时间内, 升到2000℃~3000℃的高温, 将加入到石墨炉中的样品蒸发→分解→原子化, 石墨管的内径通常在4~6mm, 长度为25~50m。
石墨炉原子化器, 原子化效率高, 所需样品量较少, 检测灵敏精密度高, 使用石墨炉原子化时, 样品要经过干燥→灰化→原子化→净化四个过程。每个过程分别对应不同的温度, 由仪器控温电路控制实施。
3 分光系统
在原子吸收光谱分析中, 为了防止原子吸光区内与吸收波长无关的辐射光进入检测器, 均采用单光束分光系统;多选用对称式光栅单色器, 以衍射光栅作色散元件, 进行分光。通过电机驱动自动选择波长和进行峰值定位, 多数仪器的波长范围190-900nm。其分出的单色光被凹面镜聚焦通过狭缝, 照射到检测器上。
4 检测系统
包括光电转换, 各控制放大电路。单色器分选出基态原子的共振线光束通过狭缝照射到检测器上, 由检测器将光信号变成电信号。以前的仪器采用光电倍增管作光电转换, 现在有些厂家的新型仪器采用低噪声CMOS电荷放大器阵列作光电转换。这种新型固态检测器性能优越, 光敏表面能在紫外区和可见光区提供最大的量子效率和灵敏度, 具有极好的信噪比。光信号通过固态检测器后变成电信号, 经过前置放大器、对数放大器放大, 再经过自动调零、积分运算、浓度直读、曲线校正、自动增益控制、峰值保持等电路的放大处理, 将被测元素吸光度值A变成浓度信号, 在显示器显示出测定值, 并由打印机根据需要打印多种型式的报告单。
5 电脑系统
现代仪器均外接一台配置较高的电脑及外设来控制仪器的各种工作流程和执行机构动作:完成点火、加温、自动选择波长、狭窄宽度;根据所要检测的元素选择灯电流、灯位置、气体流量;自动完成读取数值、计算等流程。电脑控制仪器自动调节工作条件, 进行测定, 完成数据采集、计数处理、分析结果, 并可自动计算平均值和变异系数、显示和打印报告单。
现代原子吸收光谱分析仪器自动化程度比较高, 功能齐全, 简单易用的控制软件, 可以使得操作人员在工作分析中享受到现代技术带来的乐趣。
摘要：论述了原子吸收光谱分析的基本原理及仪器的主要构成, 旨在提高原子吸收分析人员的基础理论水平。
原子吸收光谱分析技术 篇5
原子吸收光谱法测定火电厂水汽中钾钠钙
采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法对火电厂水汽中钾、钠、钙元素进行了测定.对测定介质、释放剂的影响进行了探讨,结果表明:以体积分数为1%的盐酸作为测定介质,选择质量浓度为100 g/L的`SrCl2溶液作为释放剂.方法测定的线性范围分别是钾:0.01～2.00μg/mL,钠:0.01～1.00 μg/mL,钙:0.01～10.0 μg/mL,线性相关系数均大于0.999 0;检出限分别是0.003μg/mL,0.002μg/mL,0.006 μg/mL.用于火电厂水汽中钾、钠、钙的测定,回收率分别为95.7%～104.7%,95.1%～103.9%,98.0%～105.0%;相对标准偏差均小于3.5%.
作 者：张玲 陈平康广博 ZHANG Ling CHEN Ping KANG Guang-bo 作者单位：长沙理工大学化学与环境工程学院,湖南长沙,410076刊 名：冶金分析 ISTIC PKU英文刊名：METALLURGICAL ANALYSIS年，卷(期)：200727(6)分类号：O657.31关键词：原子吸收光谱法 钾 钠 钙 测定 炉水 饱和蒸汽水
原子吸收光谱分析技术 篇6
【关键词】原子吸收；干扰；消除方法
原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法，由于具有灵敏度高、准确度好、选择性高等特点，已经在地质、石油、农业、医药、卫生、食品和环境检测等各个领域得到广泛应用。因此，该方法在分析中的干扰不可忽视，下面将对各种干扰逐一分析。
1.物理干扰
物理干扰是指试样在蒸发和原子化过程中。由于其物理特性如黏度、表面张力、密度等变化引起的原子吸收强度下降的效应。这是一种非选择性干扰。
干扰消除方法：
（1）配制相似组成的标准样品，同时控制试液与标准溶液的组成尽量一致，简单的来说即无论标准溶液还是试液均采用同样的基体。
（2）采用标准加入法减小和消除干扰。
（3）采用稀释试样法减小和消除干扰。
2.化学干扰
化学干扰是由于原子化器中待测元素离解改变、待测元素自由原子的氧化-还原平衡改变及电离平衡改变所引起的干扰。该干扰是一种选择性干扰，同时也是测定中最主要的一种干扰。
干扰消除方法：
2.1加入释放剂消除化学干扰
加入某种能和干扰离子反应并生成更稳定化合物的试剂，从而释放出待测元素，这种试剂称谓释放剂。最初，有人发现磷酸根离子对测定钙离子和镁离子有较大干扰，采用加入释放剂镧或锶可有效消除干扰。原理是镧或锶与磷酸根离子形成热稳定性更强的磷酸盐而释放出待测离子。
铝能和许多元素在高温下形成难解离的化合物，其对很多元素的测定均有干扰，有文献指出用锶和其他释放剂联用可消除铝的干扰。
2.2加入保护剂消除化学干扰
所谓保护剂是指保护待测元素不与干扰物质反应，从而提高待测元素基态原子的浓度。常用的保护剂有：8-羟基喹啉、葡萄糖、水杨酸、EDTA。有人发现磺基水杨酸作为保护剂可以消除硅、铝等对测锰的干扰，同时能改善磷酸的影响。此外，在测定钙时加入EDTA，使之形成稳定的EDTA-Ca络合物，能把钙有效保护起来，避免其与磷酸根作用。
2.3加入基体改进剂消除化学干扰
这是一种较为有效的方法，常用的有硝酸镁和磷酸二氢铵，尤其是在测定净水剂中某些金属元素时，加入基体改进剂可有效地消除化学干扰。
2.4加入饱和剂消除化学干扰
是指在标准溶液和试液中加入足够量的某干扰元素，使干扰趋于稳定。在用N2O-C2H2火焰法测定钛时，在标准溶液和试液中加入大量（200ppm以上）的铝盐，便可使铝对钛的干扰测定趋于稳定，从某种意义上来说也就消除了干扰。
2.5加入复合试剂消除化学干扰
有时一种试剂难以抑制干扰时，可采用多种试剂同时使用，有文献报道在测铅时需要抗坏血酸、柠檬酸和EDTA来消除镁离子和氨氮等的干扰。
除以上方法之外还可采用改变火焰温度、化学预分离等其它办法来消除化学干扰。在此，需要指出的是化学干扰不只是决定于被测元素伴随物的互相影响，而且雾化器的性能，燃烧器的类型、火焰的性质、以及观测点的位置都有关系，所以原子吸收分析中的干扰对条件的依赖性很强，一定要具体情况具体分析，不能一概而论。
3.电离干扰
是指高温电离而使基态原子数减少，引起原子吸收信号下降的现象，被测元素浓度越大，电离干扰越小。
可采用加入消电离剂来消除电离干扰，消电离剂为碱金属元素。例如在高温下测定钙时产生电离现象，可加入KCl来消除干扰，即：
K→K++e
Ca++e→Ca
4.光谱干扰
光谱干扰是由于待测元素发射或吸收的辐射光谱与干扰元素的辐射光谱不能完全分离所引起的。常见的光谱干扰有以下四种：
A.吸收线重叠。
B.光谱通带内非吸收线。
C.原子化器内直流发射干扰。
D.背景吸收（分子吸收、光散射）。
综上所述，原子吸收光谱法的干扰虽然较多，尤其是化学干扰，但通过采取适当的措施基本均可减少和消除干扰，让人得到满意的结果。
【参考文献】
[1]邓勃等编.仪器分析.清华大学出版社，1991.
[2]李启隆等编.仪器分析.北京：北京师范大学出版社，1990.
原子吸收光谱分析技术 篇7
1 背景干扰的产生和影响
光散射和分子吸收是主要的背景干扰。大多情况下分析结果的偏高与偏低主要取决于背景干扰对吸光度的干扰程度, 如果使吸光度增加就会产生正的误差, 导致分析结果偏高。如果使吸光度减弱就会产生负的误差, 导致偏低, 在光谱分析工作中, 一般情况下遇到的分子吸收主要有以下三种:
无机酸不同分子吸收也不尽相同, 例如磷酸、硫酸在波长小于250nm时, 分子吸收很强, 但是硝酸、盐酸在波长小于250.0n m的情况下分子吸收很小。鉴于上述原因, 大多情况下具体的分析工作中, 主要采用硝酸、盐酸处理样品。
在紫外区碱金属还有碱土金属盐类物质表现出比较强的分子吸收。例如在波长为210.0~290.0nm时, KC1、Na C1、Na NO3等表现出明显的分子吸收带, 这样就会严重干扰镉、锌、铁、镍等元素的测定。还有Sr O吸收带为波长640.0~390.0nm之间, Sr OH分子吸收带为波长600.0~700.0nm之间, 这两个物质都会在测定锂元素的时候表现出明显的干扰。
原子火焰法测定元素的过程中, 会产生一些产物或半分解产物, 例如C2、OH和CN等, 它们都会表现出明显的分子吸收。例如OH在波长为308.0~330.0nm的时候会出现谱带, 这样就会在测定铜、钡和钒等元素的时候出现干扰。
在原子化过程中会产生固体微粒, 这种现象叫做光散射。一般来说光散射的时候产生的微粒会对光的起到阻挡作用, 干扰因此而产生。大多数情况下波长越长散射影响越小, 测试的样品的基体浓度越小, 则它对散射的影响也降低。因此, 当分析工作者面对那些被测元素为短波吸收线, 并且样品中基体浓度很高的时候, 就要留心这种干扰。
2 背景干扰的几种校正方法
2.1 氘灯连续光源法
原子吸收具有很明显的窄带吸收这一特点, 通过火焰的氘灯辐射光, 会产生背景吸收。检测样品的元素的空心阴极灯辐射光通过火焰的时候, 两种吸收同时出现, 在这种情况之下, 分析工作者必须使用电子线路装置, 目的是为了将阴极灯的吸收信号和氘灯的吸收信号进行比较, 这样就可以得到扣除背景吸收后的原子吸收信号, 从而达到校正背景干扰的目的。
2.2 邻近线法
采用邻近线法进行背景校正, 该法的原理是, 利用被测样品元素的吸收线来测定基态原子吸收和背景吸收, 用波长差应<10nm的非吸收线来测定背景吸收, 然后经过减差计算, 扣除背景对测定结果的影响。当分析工作者需要使用相同元素的非吸收线时无需更换元素灯, 当使用其它元素的非吸收线的时候, 分析工作者就必须考虑更换元素灯, 并且必须要第二次原子化。例如测铅的波长为283.3nm, 分析工作者可以使用锡的波长289.9nm作非吸收线。
2.3 有吸变宽校正背景法 (简称S-H法)
本法使用的是双脉冲空心阴极灯, 然后使用低电流脉冲, 这样就会使得阴极灯产生发射线。发射线产生以后就可以计算原子吸收和背景吸收的信号之和, 紧接着使用高电流脉冲目的是为了产生表现出自吸收的谱线, 该谱线较低电流脉冲先的稍宽。利用该法测得的吸光度主要是指背景吸收, 分析工作者便可以将两种信号利用电子线路装置进行比较, 从而得到被测样品元素的原子吸光度, 这样就会达到校正背景干扰的目的。
2.4 塞曼效应背景校正法
塞曼效应背景校正法的准确度高, 灵敏度好, 该方法的工作原理是, 利用特征谱线的偏振性, 将磁场施加在光源上, 这样就会因为辐射产生分裂, 被测样品的π组分将吸收线重合, 但是它们不会发生位移, 这种情况下就容易计算原子吸收和背景吸收信号之和。同时由于辐射其中的σ±组分将会发生位移, 并且表现不出原子吸收, 只有背景吸收。因此, 分析工作者可以利用π组分作为试样的基础光束, 同时利用σ±组分作为分析工作的参比光束, 以达到校正背景的目的。当原子化器上被施加磁场的时侯, 由于产生频率位移其中的π组分而不产生吸收主光源的共振线, 这样就可以在该位观察到背景吸收。此时我们利用旋转偏振器分离在直流磁场下分裂的π或σ±组分, 同时利用电子线路装置, 对两种信号进行比较, 以达到扣除背景干扰影响的目的。
3 各种校正背景方法的评价
邻近线法, 一般情况下氘灯背景校正波长350nm以下光谱带会很强, 否则很弱。损失比较少, 对于火大多数基体背景扣除来说, 很多时候是非常有效, 成分复杂的基体样品的分析, 氘灯背景校正不是最佳选择, 因为基体会产生很大的非特征吸收导致了基线的扭曲, 光能量损失, 光子的噪声放大, 从而使检出限更差。
很强的背景校正能力, 并且没有光能损失是S-H法的主要优点。双值或曲线反转现象在使用该法时候一般没有。使用该法还可以消除因结构背景而产生的误差, 和其他一些光谱的干扰。由于有自吸和无自吸的情况下, 空心阴极灯中的发光部位不同, 在这样的情况下使用该法就会产生准光偏差问题。这样就会导致自吸作用的稳定, 基线不稳定, 这是该法的缺点。该法对空心阴极灯干扰较大, 因此, 需要及时使用新的光源。
塞曼效应校正背景法, 波长在190~900nm之间, 对于整个光谱范围来说都是适用的。该法主要使用偏振器, 因此光透过的时候会有能量损失, 波长不同损失的程度也不一样。使用交流电源的纵向磁场时无光能量损失, 而在交流磁场下虽然有灵敏度损失但是损失不大。该法相当于两条光束, 因此它的基线在检测时间很长的情况下, 仍然可以保持良好的稳定性。对于极低的浓度的检测样品, 检测效果良好。它主要解决了氘灯扣不了的光谱线重叠和结构背景两大难题。样品的检测过程中, 该法对于在那些存在着较高的非特征吸收时, 表现出比较良好的校正能力, 对于诸如Se、Pb和Cd等容易挥发的微量元素的测定, 该法的校正准确度效果显著, 总之, 良好的背景校正可以使分析工作者在进行样品前期处理时, 将工作量降至最低程度。
参考文献
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[2]林守麟.原子吸收光谱分析[M].北京:地质出版社, 1985.
[3]中国环境监测总站.土壤元素的近代分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 1992:145—148.
[4]国家环保总局.水和废水监测分析方法 (第四版[) EM].北京:中国环境出版社, 2002:401—4O4.
原子吸收光谱分析技术 篇8
原子吸收是指基态自由原子对光辐射能的共振吸收。仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光, 通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收, 由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。根据朗伯-比尔定律, 吸光度与样品浓度成正比, 参照标准, 根据吸光度可得出样品的浓度。笔者现将使用原子吸收分光光度计时在仪器的调试、使用、维护与检修方面的一些实践经验总结如下。
1 仪器的调试
要保证原子吸收分光光度计能够高效、准确、稳定地工作, 操作者必须熟悉仪器的调试工作。
原子吸收分光光度计的调试工作主要有如下几项内容: (1) 光源位置 (外光路) ; (2) 光学系统 (内光路) ; (3) 原子化系统; (4) 电气; (5) 仪表板上各参数的选择, 如扩展倍数、工作曲线校准、狭缝等等。下面介绍常遇到的光源调节和原子化系统调试两部分内容。
1.1 光源调节
以AA320N原子吸收分光光度计为例, 它每次只能安放1个元素灯。在安装和拆换元素灯过程中稍不留意, 光轴偏移, 容易造成光能量损失, 从而极大地降低测试稳定性和灵敏性。因此, 操作者必须能及时发现并解决光偏的问题。如果光轴偏移, 一般情况下应再细心调节灯座上的调节螺丝;若仍然偏差大, 检查灯座是否推放到位, 灯是否安装平稳合适;若是新购的灯, 检查光窗是否清洁透明, 窗口是否平滑, 有无折光现象, 当发现光窗被玷污, 必须用良好的镜头纸擦拭干净。若以上情况未发现或发现后处理了, 仍不解决问题, 所用的灯又是常用的正常灯, 不妨将元素灯从灯座上取下, 变换一下方位套入灯座, 再调节螺丝, 往往这样问题就解决了, 这主要是由于灯管与灯座卡口不完全匹配造成的。需要提醒注意的是, 在移动、拆装元素灯过程中必须轻拿、轻放、轻移, 绝不允许振动, 以免损坏阴极。
1.2 原子化系统调节
这部分工作包括两个内容:一是雾化效率的调节;二是燃烧器位置的调节。目前国产仪器普遍采用石英玻璃喷雾器, 这种喷雾器在出厂前已调节好, 使用时只需选择合适的毛细吸管的口径就可以了。燃烧器位置的调节比较复杂, 也是关系到测量工作能否实现的重要一环。燃烧器位置调节简单来说就是要使光轴中心线平行且正好通过燃烧器的原子化区中心。以AA320N原子吸收分光光度计为例, 其燃烧器具体调试步骤如下: (1) 降低燃烧头高度至光束下面; (2) 将对光板放在燃烧头的缝隙上沿缝隙移动, 调节燃烧头的旋转柄使缝隙与光束平行, 并使缝隙处于光束的正下方; (3) 旋动燃烧器上下调节钮, 使燃烧器慢慢上升直至能量刚有变化; (4) 再将旋钮逆时针方向转动半圈, 使燃烧器进一步降低, 这是许多元素分析的最佳高度, 即光斑的中心在对光板上高5 mm左右; (5) 吸喷一份标准溶液, 慢慢旋动燃烧器前后调节钮, 直到获得最大吸光度值。但有时可能要抛弃最好的灵敏位置, 以保证实际测试的可行性和稳定性。这也要求操作者平时注意总结经验。
2 仪器的使用
在使用原子吸收分光光度计时必须严格遵照仪器使用说明书所规定的操作程序进行操作。例如“先开后关, 后开先关”原则。开机程序:“电源→A键→B键→C键”, 关机程序:“C键→B键→A键→电源”。气路必须先开空气压缩机, 待一定空气压力和流量后, 才能开乙炔气点火, 关机时必须关闭 (切断) 乙炔气源后, 再关空气压缩机。如果开关机程序操作混乱, 极容易损伤或烧毁电器设备, 甚至发生严重的安全事故。关机除了要严格按程序外, 还必须严格地、准确地将各功能键调到应处的位置。要求操作者在通电前仔细检查各功能键是否处于开机前状态, 元素灯电源是否处于“关”状态, “负高压”是否处于“零”等等, 当一一检查无误后, 才能接通电源开关。同样, 关机之前也必须将各功能键恢复到关机前状态后才能切断电源。如遇突然停电, 必须先马上切断燃气和供电电源开关 (或主开关) , 然后将各功能键恢复到待开机状态, 这样就可避免突然通电而损坏仪器的现象。
3 仪器的维护与检修
3.1 采用火焰原子吸收光谱法测定的注意事项
(1) 检查雾室的废液是否畅通无阻, 如果有水封, 一定要设法排除后再进行点火; (2) 防止“回火”, 点火的操作顺序为先开助燃气、后开燃气;熄灭顺序为先关燃气, 待火熄灭后再关助燃气。一旦发生“回火”, 应镇定, 迅速关闭燃气, 然后关闭助燃气, 切断仪器的电源。若回火引燃了供气管道及附近物品时, 应采用二氧化碳灭火器灭火。
3.2 采用石墨炉原子吸收光谱法测定时的注意事项
主要注意冷却水的使用, 首先接通冷却水源, 待冷却水正常流通后方可开始执行下一步的操作。
3.3 空心阴极灯的维护
当发现空心阴极灯的石英窗口有污染时, 应用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭干净。
3.4 供气管道的检漏
当发现有漏气时, 可采用简易的肥皂水检漏法或检漏仪检漏。
3.5 燃烧器的维护
当燃烧器的缝口存积盐类时, 火焰可能出现分叉, 这时应当熄灭火焰, 用滤纸插入缝口擦拭、用刀片插入缝口轻轻刮除积盐或用水冲洗。
3.6 雾化器毛细管的检修
原子吸收光谱分析技术 篇9
这些原子吸收分析仪日常运行时都要使用乙炔气体, 而乙炔气体的使用在大学里WHS工作健康与安全的内审中已经被认定为属于具有重要危险性的工作环境。然而迄今为止,这种危险在元素分析教学环境中已被认为是不可避免的一部分。
安捷伦科技的LDG团队在澳大利亚新南威尔士州已经开始了一个试点项目:用新的微波等离子体原子发射光谱仪(MP-AES)来逐步替代学校这些陈旧的火焰原子吸收分析仪。
MP-AES采用创新的技术,无需使用乙炔气体,使用氮气即可进行检测,工作环境更加安全。很多大学的技术人员对这一显著的安全性有着极大的兴趣。这个替代陈旧仪器的项目还能够给使用者带来额外的好处,因为MP-AES日常极低的运行费用可以在替代使用后不断地为用户省钱。
目前,新南威尔士大学已经配备了4台新的MP-AES微波等离子体原子发射光谱仪。另外两所大学也提交了MP-AES的技术,正在等待资金到位进行采购。
正如悉尼科技大学项目负责人Anthea Harris所说: MP-AES已经纳入我们的本科教学课程,我们向学生们介绍最新的元素分析技术。新的MP-AES技术消除了我们之前不得不在实验室使用乙炔气体的顾虑,而且它提供的多元素分析能力也扩充了我们教学实验可以涉及的范围。
LDG团队现在希望将这个仪器替代的试点项目推广到东南亚地区,从而推动MP-AES取代火焰原子吸收技术的进展。
关于安捷伦原子光谱产品系列
间接原子吸收光谱的研究进展 篇10
关键词：原子吸收,分析,间接法
由于原子吸收光谱分析具有简便、高速、准确和选择性高等优点,从文献报道来看,原子吸收目前可以测定七十多种元素,对许多元素来说,测定的灵敏度比较高,因此,在金属元素分析中得到了迅速发展和广泛应用[1]。然而,由于有些元素(如F、Cl、Br、I、S、N和P)的主要共振吸收线位于波长小于200 nm的真空紫外区,还有一些元素在火焰中易形成难熔的氧化物,原子化度小,不能提供足够的基态原子,灵敏度低,使得原子吸收分析在应用上受到限制。为了提高灵敏度,扩大原子吸收法的应用范围,间接AAS应运而生。1968年Christian和Feldman研究了利用AAS可以间接测定一些无机阴离子和有机化合物;1973年Kirkbright和Johnson总结了当时的工作进展,论述了非金属、金属、阴离子和部分有机化合物的测定。此后,间接AAs得到了较快发展[2]。
间接AAS不是直接测定待测物或组分本身,而是测定能与待测物或组分进行定量化学反应的其它元素的原子吸收信号,间接求出待测元素或组分的含量。按照间接AAS利用的化学原理不同,该方法可以分为六类:(1)利用沉淀反应的间接法;(2)利用络合和离子缔合反应的间接法;(3)利用氧化还原反应的间接法;(4)利用置换和分解反应的间接法;(5)利用干扰效应的间接法;(6)利用杂多酸的“化学放大效应”的间接法[3]。
1 利用沉淀反应的间接AAS法
利用样品中的被测物质与阳离子发生反应,生成一种难溶的化合物,测定溶液中过量的金属离子或沉淀中的金属离子,从而间接得出被测物质的含量。 这种方法在制作工作曲线时须经与试样一样的沉淀、分离处理,较费时间,但可以避免沉淀反应本身带来的误差和一些操作误差。
盛若虹[4]根据异烟肼和铜离子定量反应生成沉淀这一原理,用间接原子吸收光谱法测定药物中异烟肼的含量。探讨了最佳实验条件,在此条件下测定异烟肼线性范围50~500 μg/mL,相对标准偏差1.37%,该法简便,快速、易于控制。采用本法测定药物制剂中异烟肼含量所得到的结果与药典法相一致。冒爱荣[5]建立了测定西沙必利片中西沙必利含量的间接原子吸收光度新法。样品经氧瓶燃烧法处理后,加入过量且定量的硝酸银, 使其与氯离子生成难溶的氯化银沉淀,经离心分离后再利用原子吸收光谱法测定上清液中剩余Ag+的含量,间接计算出西沙必利的含量。在最佳实验条件下,方法的线性范围为0~310 mg /L,回收率为97.5%~103.8%。方法准确,检出限低,适合于西沙必利片中西沙必利含量的测定。王尚芝[6]等提出了流动注射-原子吸收光谱法间接测定西米替丁的新方法。基于西米替丁与Ag(iv)反应可以生成白色的沉淀,经流动注射在线过滤稀释,以原子吸收光谱法测定反应剩余银离子的量来间接测定西米替丁的量。在优化条件下西米替丁浓度在2~80 mg/L 范围内与吸光度呈良好的线性关系,回收率为97.0%~104.3%。方法用于片剂西米替丁的测定,结果满意。M.C. Yebra等[7]用沉淀反应,间接原子吸收法测定了牛奶中碘的含量。
2 利用络合和离子缔合反应的间接AAS法
该法是基于一些待测物质的结构上有络合基团或鳌合基团,可与金属离子或试剂反应生成金属络合物或离子对缔合物、鳌合物等,经溶剂萃取等手段进行分离后用原子吸收法测定剩余过量的未参与络合反应的金属离子或络合物中的金属离子来间接测定待测物质的含量。
刘咏[8]等提出了间接测定黄姜中薯蓣皂甙元的原子吸收光谱法。该法基于薯蓣皂甙元能与碱式醋酸铅发生络合反应,生成难溶于水的白色沉淀,经离心分离后,用原子吸收法测定上清液中过量的铅离子,可间接测定薯蓣皂甙元的含量。该法线性范围为0.0~40.0 mg/L;相对标准偏差为0.9%~1.1%;回收率为98.9%~102.9%。马亚军等[9]提出了间接测定葡萄籽提取物中原花青素的原子吸收光谱法。它是基于原花青素能与醋酸铜发生络合反应,生成难溶于水的棕黄色沉淀,经离心分离后,用原子吸收法测定上清液中过量的铜离子,可间接测定原花青素的含量。方法线性范围为3.0~30.0 mg /L;RSD为1.1%~1.2%;回收率为98.9%~102.0%。
3 利用氧化还原反应的间接AAS法
该法是根据待测物质的氧化还原性,经氧化还原反应后,使可测元素产生一种可直接测定的等物质的量的较高(或较低)价态的金属离子或其化合物,通过测定反应物中金属离子或化合物的含量便可间接测定元素的含量。
莫超群等[10]提出了间接原子吸收法测定维生素C含量。利用还原性维生素C分子中的烯二醇基,将过量定量的Fe3+定量还原成Fe2+,本身氧化为去氢Vc。Fe2+再与定量的铁氰化钾(赤血盐) 反应生成滕氏蓝沉淀,沉淀经离心分离,测定沉淀或上清液中的铁含量,可间接测得蔬果、饮料或一些植物组织中的Vc 含量。同时优化了测定铁的最佳原子吸收条件。建立的方法易于操作,线性范围宽,检出限小于1.0 μg/mL,相对标准偏差为2.2%。该法的回收率为99.11%~104.5%,重现性较好,快速省时。董振明[11]等利用利用银离子可被维生素C 还原为银沉淀的原理, 建立了原子吸收法间接测定维生素C含量的方法,研究了原子吸收法间接测定Vc的最佳条件。建立的方法易于操作, 线性范围宽,不受样品颜色干扰且其他共存物质干扰也较小。陈丽娟[12]等先利用硫酸锌和碳酸钠固定碘,并进行灰化,将鸡蛋中的卵磷脂碘和氨基酸碘转化成I-,再利用抗坏血酸将Cu2+还原为Cu+,Cu+与I-定量反应形成沉淀的原理,利用此原理,测定上清液中剩余铜的含量,从而间接求得鸡蛋中碘的含量。研究测定碘含量的最佳条件,拟建立鸡蛋中微量碘测定的间接原子吸收光谱法。该法操作简便,线性范围宽,检出限低于1.0 μg/mL,相对标准偏差为0.58%。
4 利用置换反应或分解反应的间接AAS法
利用难溶化合物溶度积或络合物稳定常数的不同,加入一种试剂置换出易测定的金属离子,从而间接求得被测物质的含量。张琪等[13]将植物叶片中的有机硫和无机硫用酸消化使植物体中的各种硫转化成硫酸盐,利用硫酸盐与铬酸钡悬浊液反应释放出铬酸根,以火焰原子吸收光谱法测定溶液中游离的铬酸根,间接测定消化液中的硫酸盐。研究了试验条件对测定灵敏度的影响,确定了最佳试验条件,该法用于植物叶片中硫含量的分析,回收率在92.5%~96.3%之间。
5 利用各元素间的干扰效应的间接AAS
某些待测元素或化合物对可测元素的原子吸收信号有增强或降低的作用,影响的大小在一定范围内与该元素或化合物的含量成正比,通过测定可测元素,间接得出待测元素或化合物含量。
郑礼岁等[14]研究了火焰原子吸收中铝对铁的增感作用,建立了原子吸收法间接测定微量铝的方法。这种方法是基于铝对可测元素铁具有增感作用,并且铝的加入量与增感作用呈比例关系。铝的加入不仅改变了原试液的物理性质,使铁的基态原子相对集中在火焰中心,也引起了原试液的化学变化,促进了氧化铁的解离,使铁的灵敏度提高。衷明华[15]利用铝对钙的干扰效应和微量进样技术,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱间接测定了化学试剂中的铝。在钙离子浓度为5 μg/mL时,铝的最佳测定范围是1.0~5.0 μg/mL,具有样品用量少,精密度好,简便实用的优点。
6 利用杂多酸的化学放大效应的间接AAS法
这是用间接原子吸收法测定难以原子化元素的一种方法。原理是在一定的酸度下,待测元素与钼酸盐、磷酸盐生成二元或三元杂多酸,萃取除去二元磷钼杂多酸,原子吸收法测定其中的钼,可间接测定待测元素的含量。陆建平等[16]研究了火焰原子吸收法间接测定钢中的磷,在酸性条件下,磷酸根和钼酸铵形成磷钼比为1:12的磷钼杂多酸,经甲基异丁基甲酮萃取,用火焰原子吸收法测定有机相中钼,从而间接测定磷的含量。该方法克服了火焰原子吸收法不能直接测定微量磷的不足,拓展了原子吸收分光光度计的应用范围。这类方法是基于在最后测定时形成一个高摩尔比的测定元素。在杂多酸中,硅钼酸酸、磷钼酸与有机化合物的摩尔比都比较大,因此钼对有机药物有很大的放大系数(又称化学放大效应),再加上有机溶剂效应和萃取富集,使有机化合物的间接AAS法的灵敏度提高了1~6个数量级。如余煜棉等[17]利用锗与钼酸盐在一定条件下生成锗钼酸多酸,用甲基异丁基酮(MIBK) 萃取,用FAAS法测定有机相的钼酸间接测定锗。由于锗钼酸中一个Ge与十二个Mo结合,而FAAS法中钼的测定灵敏度是锗的五倍以上,再加上在有机相中测定灵敏度的提高,故能近百倍地提高锗的测定灵敏度,使得用FAAS法测定中药和食品中μg/g级的锗成为可能。本法抗干扰能力强,方法的相对标准偏差为6.8%,回收率为94%~108%,适合多数中药和植物性食品中微量锗的测定。
原子吸收光谱分析技术 篇11
关键词：墨炉原子吸收光谱法 测定 食品 铝含量 研究
中图分类号：TS210.7 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）04-0046-01
石墨炉原子吸收光谱法主要是指通过石墨材料加工制成杯或者管状的原子化器之后，使用电流来加热原子化，从而进行原子吸收和分析。由于石墨炉原子吸收光谱法会令样品进行原子化，所以能有效避免原子浓度因火焰气体而产生稀释，提高分析的灵敏度，不仅如此，而且石墨炉原子吸收光谱法还可以对少量的样品或者固定样品进行分析，测定样品中的痕量金属元素。因此本文通过研究墨炉原子吸收光谱法测定食品中铝含量的有效性，以期减少食品中的铝对人体造成的损害，保障食品安全。
1 材料与方法
1.1 试验材料
进行石墨炉原子吸收光谱法的仪器选择为德国耶拿分析仪器公司生产的原子吸收光谱仪（型号为：ZEEnit700P，带石墨炉），前处理设备用YL56YLD-60型自动控温石墨炉电热消解仪，铝空心阴极灯选择由北京有色金属研究总院生产，铝标准溶液中国计量科学研究院生产，浓度为100ug/mL，硝酸镁溶液为50g/L，混合酸（4+1）分别是优级纯硝酸和高氯酸。研究的食品选择为500g的油条、800g的粉丝和500g的蛋糕。
1.2 工作条件
本文进行研究的工作条件为：测定的波长是309.3nm、灯的电流为3mA，狭缝为0.2nm，进样的体积是20uL，试验的石墨炉具体升温程序表1所示。
1.3 样品处理
先将食品进行粉碎，以四分法进行缩分均匀后，放入恒温干燥箱中，在85℃的条件下进行干燥，时间约为4h，然后放入干燥器中冷却。用0.1mg天平称取冷却后的样品1g，在玻璃消化管中（50mL，且有刻度）加入混合酸10mmL，然后在自动控温石墨炉电热消解仪上进行消解、赶酸，最后定容为50mL。如果空白则不加样品，其他步骤与上述相同[1]。
1.4 标准系列配制及测定
配置标准曲线的步骤为：将铝标准溶液（100ug/mL）进行稀释，直至成为铝标准使用液（1ug/mL），然后分别吸取0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL以及2.50mL的标准使用液后，加入1.0mL的硝酸镁溶液（50g/L），利用硝酸溶液（1+99）将其定容为50mL后，将其配成0ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L、30ug/L、40ug/L以及50ug/L标准系列，然后使用进行石墨炉原子吸收光谱法的仪器测试吸光度，并绘制标准的曲线[2]。
1.5 样品的测定
吸取进行消解并定容的样品（0.5～5.0mL左右），将其放在容量瓶中加入1mL的硝酸镁溶液（50g/L），利用硝酸溶液（1+99）将其定容为50mL后，如果样品上的铝浓度比较低，则可以在样品的消化液里加入1mL的硝酸镁溶液（50g/L），并利用硝酸溶液（1+99）将其定容为50mL，最后使用测定的标准系列操作条件来对样品进行测定，并完成试剂空白[3]。
2 结果
2.1 选择样品灰化的方法
由于样品消化对铝含量测定的准确性十分重要，当进行干灰化法的时候，如果温度在500℃一下，则会使得样品的灰化不完整，残留碳粒会使得铝含量测定的准确性受到影响。在选择微波消解法时由于该方法设备价格昂贵，不适合小型实验室，而硝酸-高氯酸湿式的消化法虽然操作简单，但是在该法耗时且酸的用量浪费，相对而言也不经济，因此本文选择使用石墨炉电热消解法对样品进行消化，既可保证消解过程中因剧烈反应产生的暴沸、赶酸不彻底等情况导致前处理结果不好，又有相对于微波消解法经济的优势。
2.2 选择试验的条件
为了有效避免在样品干燥过程中出现溶液暴沸的情况，本文选择的干燥方式为两步干燥法，即：（1）选择的灰化温度。由于在升高样品灰化温度的时候可以在原子化之前去除大部分的干扰物质，而且在进行实验的时候发现选择硝酸作为介质的时候，当灰化温度低于1300℃不会损失铝成分，因此本文的灰化温度选择为900℃，最大限度的清除干扰物质，保证测定的准确度。（2）选择的原子化温度。由于铝原子化的温度比较高，而太高的温度会令石墨管的寿命缩短，当原子化的温度选择为2500℃时，吸光度变化不大，因此本文铝的原子化温度选择为2500℃。
2.3 方法的检出限与线性范围
检出限的测定主要为：连续对空白溶液进行测定（11次），根据吸光度的标准差3倍的对应浓度来计算出检出限。本文方法检出限是0.25mg/kg，然后根据仪器的条件以及试验方法可知标准曲线是y=0.0046x+0.018，r为0.9996.
2.4 精密度的试验
对3份样品各自选取1g来进行试验，在优化好的条件中平行测试6次，相对标准的偏差值在1.05～1.15%之间，重现性比较好。精密度的试验以及加标回收率的试验结果表2所示。
2.5 回收率的试验
对3份样品各自选取1g来进行试验，然后分别对样品添加2.50mL的铝标准溶液（10ug/mL），实施消化处理，添加量选择是25.0mg/kg，测试结果为表2，已知加标的回收率为92.6～94.5%左右。
3 结论
对于食物中铝含量的测定，传统的测定方法不仅需要耗费大量的人力物力资源，测定的时间长，而且测定的准确性较差，精密度低，难以有效的检测出食物中的铝含量，而石墨炉原子吸收光谱法则能有效弥补传统测定方法的不足，根据上述结果可知，石墨炉原子吸收光谱法测定食品中铝含量的检出限为0.25mg/kg，相对标准的偏差值在1.05～1.15%之间，回收率为92.6～94.5%左右，由此可见，石墨炉原子吸收光谱法测定食品中铝含量具有灵敏度高、准确性好以及回收率高的优势，经济适用性好，其可以应用于各种食品铝含量的检测当中，值得应用推广。
参考文献
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浅析原子吸收分析法的干扰因素 篇12
1 原子吸收分析法概述
原子吸收分析法概述原子吸收分析法在环境领域中的应用始于六十年代, 随着仪器的发展和商品化以及使用技术水平的提高, 七十年代发达国家已形成原子吸收的环境分析标准监测方法体系。我国自八十年代开始在重金属的标准监测方法中也加入了原子吸收分析法。原子吸收光谱法是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。该方法是一种成分分析方法, 可对六十多种金属元素及某些非金属元素进行定量测定, 如用火焰原子吸收法, 其检测限可达10-6, 而用石墨炉原子吸收法, 则可达到10-9, 相对标准偏差约1-2%。原子吸收分析法的测定灵敏度高, 测定方法简单快速, 与某些其它现代仪器分析方法相比, 其设备费用较低, 应用的范围日益广泛, 但是它的干扰因素不是没有, 有时甚至是严重的。这些干扰包括光谱干扰和非光谱干扰两大类, 其中光谱干扰属于仪器内部因素, 通常可以采用减小狭缝宽度、仪器调零以及利用空白溶液扣除等方法来消除其影响。而在实际使用操作中遇到的大多为非光谱干扰因素, 即试样中化学、物理、电离等的干扰, 这也是原子吸收分析法中最重要的干扰。
2 干扰因素以及解决办法
2.1 化学干扰
化学干扰是原子吸收光谱分析中主要的干扰因素, 是指待测元素与它共存组成形成的化合物, 在一般条件下未能充分离解, 降低了火焰中被测元素的基态原子浓度而造成的干扰。
2.1.1 形成难离解的、稳定的化合物的情况
(1) 第一种情况:在溶液中, 被测元素与共存元素形成难以离解的化合物, 致使参与吸收的基态原子数减少。在这种情况之下一般改变了实验的灵敏度和准确度, 主要是由于化学元素之间的助燃比的差异以及各种化学溶液之间浓度的不同而造成的。
(2) 第二种情况:在火焰中由于火焰温度的作用, 被测原子将形成难溶的氧化物或碳化物, 从而造成严重的化学干扰。例如, 在空气中在一乙炔火焰中测镁, 若有铝存在将产生干扰, 使镁的吸光度降低。这主要是因为火焰温度的不同而造成化学对象在反应的过程之中氧化程度不同, 使得反应效果不充分而造成的差异。
2.1.2 阴离子的干扰效应
在化学反应之中, 一般化学元素分为阴离子与阳离子, 而对于原子吸收法而言, 阴离子会对该种操作带来一定的干扰作用。因为阴离子的不同会改变实验对象的熔点、沸点, 从而使得原子分析方法的结果收到干扰。
2.1.3 消除干扰的措施
(1) 改变火焰的温度;由于火焰温度的不同, 各个元素的化学反映的发生条件也会发生变化, 因此要想减少化学干扰因素就要改变火焰的温度, 使之适用于所用原子的发生环境, 而背离与干扰元素的发生反映条件, 从而减低环境干扰的影响。
(2) 加入保护剂;加入保护剂;顾名思义就是在原子吸收分析法的进行之中加入一种对所反应的原子具有保护作用的溶剂, 这样就可以减少其的氧化等作用。
(3) 加入释放剂 (或称抑制剂) ;这是与加入保护剂类似而有所不同的一种方法, 上述方法所加的溶剂主要是针对于反应原子而言的, 而该种方法主要是针对于干扰元素而言的, 加入这种释放剂之后就会是这种溶剂与干扰元素进行中和反应, 这样就会减小化学干扰对于原子吸收分析法的进行了。
(4) 加入缓冲剂;这是一种加入保护剂方法与加入释放剂方法的综合运用, 该种方法主要是在原子吸收分析法的运行中加入一种化学试剂, 是指与元素产生中和反应, 减少元素的干扰作用, 这样就可以大大的提高原子吸收法的运用, 并提高其准确度。
2.2 电离干扰
火焰中一些元素被解高为基态原子后, 还可继续电离为正离子和电子, 这些离子不产生吸收, 而原子吸收分析是测定基态原子对共振线的吸收。部分基态原子的电离, 减少了被测基态原子的浓度, 是被测元素的吸光率降低。火焰温度越高, 元素的电离电位越低, 电离度就越大, 干扰也就越严重。对于电位低于6e V的元素, 容易被电离。碱金属、碱上金属的电离电位越低, 在火焰中这些元素的电离干扰就越严重。
电离干扰的消除, 常用以下两种办法:
2.2.1 降低火焰温度
火焰温度的不同, 电离基态原子的反应程度也就不同, 所以根据火焰温度与电离基态原子之间的关系, 要想减少电离干扰的程度, 就要较低火焰的温度, 当然也不能没有下限的降低, 对于火焰的最低温度应该把握在原子吸收分析法所要求的最低温度之上, 这样就可以提高该种方法的准确度了。
2.2.2 加入消电离剂
加入消电离剂是对于解决电离干扰而言最为普遍的一种方法, 也是一种最为便捷的一种方法。该种方法主要是在原子吸收分析法的运行之中加入具有消电离作用的一种溶剂, 通过该种溶剂的运用就可以大大的减少阴阳离子的干扰, 从而可以大大的提高原子吸收法的准确度。
2.3 物理干扰
溶液中溶质的浓度或溶剂不同时, 则溶液的表面张力、粘度等物理性质必然存在差别, 所以溶液被雾化的效率及原子化效率都因此而变化, 对吸光度的测定造成一定的影响, 这就是物理干扰。其中, 物理干扰因素的来源主要是标准溶液与样品溶液之间的差异。当样品溶液与标准溶液之间的差异较大时就会出现物理干扰, 最终造成原子分析法的不准确, 对研究结果造成一定的影响。所以为了提高原子分析方法的准确性就要排除物理干扰因素, 经过相关专家以及科研人员的调查, 找到了消除物理干扰的方法, 其中最为普遍的有两种:配置与样品溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法, 是消除物理干扰最常用的方法;如果样品溶液中含盐类或酸类浓度过高时, 可用稀释的方法将样品溶液稀释至其干扰可以忽略为止, 但应使特侧元素仍能测出为前提。
3 结束语
原子吸收方法对于环境领域是一项较为准确的、科学的方法, 为此, 要不断的客服它的干扰因素, 使其真正的为人们所用, 从而使得环境越来越好。因此要不断地发展经济, 以提高科学发展水平, 以新的技术水平和科学理论成果来改进技术, 同时还要不断的革新技术以及干扰因素的研究, 不停留在原地, 在这一领域一直追求进步, 最终使原子吸收分析法技术得到发展与进步, 真正为社会所用。
参考文献
[1]叶忠进.浅析原子吸收分析法的干扰因素[Z].