连续光源AAS
光谱检测技术
；
CID：电荷注入式检测器； CCD 电荷耦合式检测器
Agilent 700系列
ICP-AES Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer
PE8000
ICP-AES有更好的检测限 AAS有更好的检测限 相似的检测限 原子光谱不可测
等离子体溫度
ICP光源的特性
趋肤效应：高频电流在导体上传输时，由于导体的寄生 分布电感的作用，使导线的电阻从中心向表面沿半径 以指数的方式减少，因此高频电流的传导主要通过电 阻较小的表面一层，这种现象称为趋肤效应。等离子 体是电的良导体，它在高频磁场中所感应的环状涡流 也主要分布在ICP的表层。从ICP的端部用肉眼即可观 察到在白色圈环中有一亮度较暗的内核，俗称“炸面 圈”结构。这种结构提供一个电学的屏蔽筒，当试样 注入ICP的通道时不会影响它的电学参数，从而改善了 ICP的稳定性。
常用于碱金属、钙 等谱线简单的几种元素 的测定，在硅酸盐、血 浆等样品的分析中应用 较多。。
5.2.2.2 光谱仪(摄谱仪)
将原子发射出的辐射分光后观察其光谱的仪器。 按接受光谱方式分：看谱法、摄谱法、光电法； 按仪器分光系统分：棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪；
光栅摄谱仪比棱镜摄 谱仪有更大的分辨率。
摄谱仪在钢铁工业应 用广泛。
性能指标：色散率、 分辨率、集光能力。
5.2.2.3. 等离子体发射光谱仪
概述
原子发射光谱在50年代发展缓慢； 1960年，工程热物理学家 Reed ，设计了环形放电感耦 等离子体炬，指出可用于原子发射光谱分析中的激发光源；
1960年，工程热物理学家 Reed 设计了环形放电感耦等离子体炬； 指出可用于原子发射光谱分析中的激 发光源；
仪器分析名词解释、简答、填空题总结——仪器分析资料文档
名词解释ICP环状结构: 在高频感应电场或者磁场下开成的等离子体涡流具有“趋肤效应”，此效应使得等离子体涡电流集中于等离子体表面，形成一环形加热通道，即ICP环状结构。
AES基本原理：待测原子的外层电子在外来能量的作用下，电子由低能态跃迁到高能态，在高能态不稳定，迅速返回到低能态，并辐射出具有特征波长或者频率的谱线。
通过测定特征谱线的波长或者频率进行定性分析；通过测定谱线的强度进行定量分析。
轫致辐射：电子通过荷电粒子(主要是重粒子)形成的电场（或者库仑场）时，受到加速或者减速引起的连续辐射。
自吸效应：激发态原子发出的辐射被其基态原子所吸收，从而使谱线强度下降的效应。
最后线：当渐渐减小待测元素的含量时，该元素产生所有特征谱线中最后消失的谱线。
它一般是元素的最灵敏线或者共振线。
（或者称持久线。
当待测物含量逐渐减小时，谱线数目亦相应减少，当c接近0时所观察到的谱线，是理论上的灵敏线或者第一共振线。
）灵敏线：激发电位较低的谱线，常为原子线（电弧线），或者离子线（火花线）。
与实验条件有关。
共振线：从激发态到基态的跃迁所产生的谱线。
由最低能级的激发态到基态的跃迁称为第一共振线。
普通也是最灵敏线。
与元素的激发程度难易有关。
分析线：在进行元素的定性或者定量分析时，根据测定的含量范围的实验条件，对每一元素可选一条或者几条最后线作为测量的分析线。
自吸线：当辐射能通过发光层周围的蒸汽原子时，将为其自身原子所吸收，而使谱线强度中心强度减弱的现象。
自蚀线：自吸最强的谱线的称为自蚀线。
光栅闪耀特性：将光栅刻痕刻成一定的形状通常是三角形的槽线，使衍射的能量集中到某一个衍射角附近激发电位： (Excited potential)原子外层电子由低能态跃迁到高能态所需要的能量，以eV表示。
每条谱线对应一激发电位。
Doppler变宽：由于原子热运动引起的谱线宽度增加，又称为热变宽偶合常数：两种核的自旋之间产生的相互干扰称为自旋耦合，相互干扰的大小用耦合常数表示。
AAS干扰及消除方法
原子吸收光谱法的主要干扰有物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰和背景干扰等。
一、物理干扰物理干扰是指试液与标准溶液物理性质有差异而产生的干扰。
如粘度、表面张力或溶液的密度等的变化，影响样品的雾化和气溶胶到达火焰传送等引起原子吸收强度的变化而引起的干扰。
消除办法：配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法。
若试样溶液的浓度高，还可采用稀释法。
二、化学干扰化学干扰是由于被测元素原子与共存组份发生化学反应生成稳定的化合物，影响被测元素的原子化，而引起的干扰。
消除化学干扰的方法：（1）选择合适的原子化方法提高原子化温度，减小化学干扰。
使用高温火焰或提高石墨炉原子化温度，可使难离解的化合物分解。
采用还原性强的火焰与石墨炉原子化法，可使难离解的氧化物还原、分解。
（2）加入释放剂释放剂的作用是释放剂与干扰物质能生成比被测元素更稳定的化合物，使被测元素释放出来。
例如，磷酸根干扰钙的测定，可在试液中加入镧、锶盐，镧、锶与磷酸根首先生成比钙更稳定的磷酸盐，就相当于把钙释放出来。
（3）加入保护剂保护剂作用是它可与被测元素生成易分解的或更稳定的配合物，防止被测元素与干扰组份生成难离解的化合物。
保护剂一般是有机配合剂。
例如，EDTA、8-羟基喹啉。
（4）加入基体改进剂对于石墨炉原子化法，在试样中加入基体改进剂，使其在干燥或灰化阶段与试样发生化学变化，其结果可以增加基体的挥发性或改变被测元素的挥发性，以消除干扰。
三、电离干扰在高温条件下，原子会电离，使基态原子数减少，吸光度下降，这种干扰称为电离干扰。
消除电离干扰的方法是加入过量的消电离剂。
消电离剂是比被测元素电离电位低的元素，相同条件下消电离剂首先电离，产生大量的电子，抑制被测元素的电离。
例如，测钙时可加入过量的KCl溶液消除电离干扰。
钙的电离电位为6.1eV，钾的电离电位为4.3eV。
由于K电离产生大量电子，使钙离子得到电子而生成原子。
四、光谱干扰（1）吸收线重叠共存元素吸收线与被测元素分析线波长很接近时，两谱线重叠或部分重叠，会使结果偏高。
原子吸收光谱
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第三阶段 电热原子吸收光谱仪器的产生 1959年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的第一篇论 文。电热原子吸收光谱法的绝对灵敏度可达到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。
(3) 压力变宽（Pressure effect） 又称为碰撞（Collisional broadening）变宽。它是由于碰撞使激发 态寿命变短所致。外加压力越大，浓度越大，变宽越显著。可分为
a） Lorentz 变宽：待测原子与其它原子之间的碰撞。变宽在10-3nm。
劳伦兹变宽用Δν表示，可表达为 ：
单色光谱线很窄才有明显吸收！ 若 103 nm 则 I / I 0 1, A 0 无法分析
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对于分子的紫外－可见吸收光谱的测量，入射光是由单 色器色散的光束中用狭缝截取一段波长宽度为0.xnm至1.xnm 的光，这样宽度的光对于宽度为几十nm甚至上百nm的分子带 状光谱来说，是近乎单色了，它们对吸收的测量几乎没有影 响，当然入射光的单色性更差时，就会引起吸收定律的偏离。 而对于原子吸收光谱是宽度很窄的线状光谱来说，如果 还是采用类似分子吸收的方法测量，入射光的波长宽度将比 吸收光的宽度大得许多，原子吸收的光能量只作入射光总能 量的极小部分。这样测量误差所引起的对分析结果影响就很 大。这种关系如下图所示。
33
若吸收线轮廓单纯取决于多普勒变宽,则:
仪器分析思考题[附答案解析]
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《仪器分析》思考题第一章绪论1.经典分析方法和仪器分析方法有何不同？经典分析方法：是利用化学反应及其计量关系，由某已知量求待测物量，一般用于常量分析，为化学分析法。
仪器分析方法：是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，用于微量或痕量分析，又称为物理或物理化学分析法。
化学分析法是仪器分析方法的基础，仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤，二者相辅相成。
2.灵敏度和检测限有何联系？灵敏度(sensitivity，用S表示)是指改变单位待测物质的浓度或质量时引起该方法检测器响应信号(吸光度、电极电位或峰面积等)的变化程度.检出限(detection limit，用D表示)，又称为检测下限，是指能以适当的置信概率检出待测物质的最低浓度或最小质量。
检出限既与检测器对待测物质的响应信号有关，又与空白值的波动程度有关。
检测限与灵敏度从不同侧面衡量了分析方法的检测能力，但它们并无直接的联系，灵敏度不考虑噪声的影响，而检出限与信噪比有关，有着明确的统计意义。
似乎灵敏度越高，检出限就越低，但往往并非如此，因为灵敏度越高，噪声就越大，而检出限决定于信噪比。
3.简述三种定量分析方法的特点和适用范围。
一、工作曲线法（标准曲线法、外标法）特点：直观、准确、可部分扣除偶然误差。
需要标准对照和扣空白试用范围：试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内，绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。
二、标准加入法（添加法、增量法）特点：由于测定中非待测组分组成变化不大，可消除基体效应带来的影响试用范围：适用于待测组分浓度不为零，仪器输出信号与待测组分浓度符合线性关系的情况三、内标法特点：可扣除样品处理过程中的误差试用范围：内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近，在相同检测条件下，响应相近，内标物既不干扰待测组分，又不被其他杂质干扰第二章光谱分析法导论1.常用的光谱分析法有哪些？分子光谱法：紫外-可见分光光度法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法原子光谱法：原子吸收光谱法原子发射光谱法原子荧光光谱法X射线荧光光谱法2.简述狭缝的选择原则狭缝越大，光强度越大，信噪比越好，读数越稳定，但如果邻近有干扰线通过时会降低灵敏度，标准曲线弯曲。
原子吸收分光光度计操作规程
原子吸收分光光度计操作规程原子吸收分光光度计（Atomic Absorption Spectrometer，以下简称AAS）是一种常用的分析仪器，主要用于测定分析物中金属元素的含量。
为了确保实验的准确性和安全性，以下是AAS的操作规程。
一、试剂准备1. 根据实验需求，准备好所需的标准溶液、样品溶液和盐酸、硝酸等常用试剂。
2. 根据仪器的使用说明，准备好工作液，并进行必要的稀释。
二、仪器准备1. 打开AAS的电源开关，等待仪器自检完成。
2. 检查并校正仪器的检测通道，确保光源的稳定性及光程的一致性。
3. 打开燃烧器，并进行预热，根据样品类型选择相应的燃烧器，如火焰燃烧器、石墨炉等。
三、样品处理1. 根据实验需求，将样品进行必要的预处理，如酸溶解、氢氧化物沉淀等。
2. 进行样品的稀释，以满足AAS测定范围，并保证吸光度在合适的线性范围内。
四、校准曲线的绘制1. 选取几个已知浓度的标准溶液，使用AAS进行测定，记录吸光度值。
2. 根据吸光度和标准溶液的浓度，绘制标准曲线，确定分析元素的浓度与吸光度之间的关系。
五、测定操作1. 打开数据处理软件，并进行相关参数的设置，如波长、积分时间、校准曲线等。
2. 将标准溶液和样品溶液依次加入分析仪器中，进行测定。
3. 连续测定多个样品时，应根据实际情况进行稀释、冲洗、清洗操作。
4. 记录测定结果，包括吸光度值、浓度值等。
六、仪器关机与清洁1. 停止测定，关闭燃烧器和AAS设备，保存数据。
2. 清洗燃烧器和配件，避免样品残留对下一次测定的影响。
3. 关闭电源开关，拔掉电源插头，保持仪器干燥。
七、安全注意事项1. 使用酸碱溶液时，戴上防护手套和护目镜，避免溅溶液对皮肤和眼睛的损伤。
2. 操作时遵循实验室的安全操作规程，注意防火、防爆等安全问题。
3. 使用AAS时，禁止将手指或其他物品接触到燃烧器以避免烫伤。
4. 在使用AAS前，熟悉相关仪器的操作方法和安全注意事项，并接受相关培训。
AAS测验(1)
百度文库AAS测验一、填空题随频率变化的关系图称谱线轮廓，图中,1、原子吸收光谱法中,吸收系数Kv曲线的峰值处的吸收系数称为峰值吸收系数，对应的频率称为中心频率，在此频率处的吸收称为峰值吸收。
2、采用原子吸收法测量3mg.mL-1的钙溶液,测得透射率为48%,则钙的灵敏度为0.041mgmL-1/1%。
3、原子吸收的火焰原子化时,火焰中既有基态也有激发态原子,在一定温度下,两种状态原子数的比值一定,可用玻尔兹曼分布来表示。
4、空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收的现象,称为自吸现象。
灯电流越大,这种现象越严重 ,造成谱线强度减弱。
5、标准加入法可以消除原子吸收分析法中基体产生的干扰,但不能消除背景吸收产生的干扰。
6、火焰原子化器主要由将样品溶液变成雾化状态的雾化器;雾化室和使样品原子化的燃烧器四部分组成。
7、在使用石墨炉原子化器时,为防止样品及石墨管氧化应不断加入Ar气;测定时通常分为干燥;灰化;原子化;清残(净化)四个阶段。
8、原子吸收分光光度法与分子吸收分光光度法都是利用吸收原理进行测定的,但两者本质的区别是前者产生吸收的是原子 ,后者产生吸收的是分子；前者使用的是锐线光源,后者使用的是连续光源。
前者的单色器在产生吸收之后 ,后者的单色器放在吸收之前。
9、原子吸收光谱法常采用冷原子化法测定汞元素,用低温(或氢化物)原子化法测定As,Sb,Bi,Pb等元素。
10、原子吸收法中,当待测元素与共存物质反应产生难解离或难挥发化合物时,将使参与吸收的基态原子数减少，从而产生负误差。
11、在原子吸收分光光度计中，常用的光源是空心阴极灯，光源的作用是提供待测元素的特征辐射。
12、原子吸收光谱是线状光谱，分子吸收光谱是带状光谱。
13、为实现峰值吸收代替积分吸收测量，必须使发射谱线中心频率与吸收谱线中心频率完全重合，而且发射线的宽度必须比吸收线的宽度窄。
14、原子吸收光谱法中的干扰可分为物理干扰、电离干扰、化学干扰和光谱干扰四种类型。
中药中重金属检测方法
重金属总量常用硫代乙酰胺或硫化钠显色反应比色法测定。
有害元素砷常用古蔡法或二乙基二硫代氨基甲酸银法测定。
单个重金属和有害元素测定方法有原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法。
《中国药典》（ 2005 年版）附录对这些测定方法进行了规范化。
另外文献还有紫外分光光度法、荧光分光光度法和高效液相色谱法。
（一）原子吸收分光光度法 (atomic absorption spectrophotometry, AAS)此法适用于测定中药中重金属及有害元素铅、镉、砷、汞、铜。
原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素，系由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。
原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律，通常通过比较标准品溶液和供试品溶液的吸光度，求得供试品中待测元素的含量。
1. 对仪器的一般要求所用仪器为原子吸收分光光度计，它由光源、原子化器、单色器和检测系统等组成，另有背景校正系统、自动进样系统等。
（ 1 ）光源常用待测元素作为阴极的空心阴极灯。
（ 2 ）原子化器主要有四种类型：火焰原子化器、石墨炉原子化器、氢化物发生原子化器及冷蒸气发生原子化器。
①火焰原子化器由雾化器和燃烧灯头等主要部件组成。
其功能是将供试品溶液雾化成气溶胶后，再与燃气混合，进入燃烧灯头产生的火焰中，以干燥、蒸发、离解供试品，使待测元素形成基态原子。
燃烧火焰由不同种类的气体混合物产生，常用乙炔—空气火焰。
改变燃气和助燃气的种类及比例可以控制火焰的温度，以获得较好的火焰稳定性和测定灵敏度。
②石墨炉原子化器由电热石墨炉和电源等部件组成。
其功能是将供试品溶液干燥、灰化，再通过高温原子化阶段使待测元素形成基态原子。
一般以石墨作为发热体，炉中通入保护气，以防氧化并能输送供试品蒸气。
③氢化物发生原子化器由氢化物发生器和原子吸收池组成，可用于砷、硒、锡、锑等元素的测定。
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连续光源原子吸收光谱仪
作者：赵泰…来源：生物秀时间：2007-7-2
原子吸收光谱仪经过半个世纪的发展已成为微量和痕量元素分析的重要常规设备，在农产品有毒有害元素和常规金素元素检测中发挥着主力军的作用。
原子吸收具有方法简单，操作方便，结果稳定可靠和分析成本低的优点，在理化检验实验室中普及率很高。
但在过去的几十年中，原子吸收使用的光源主要是空心阴极灯，即锐线光源原子吸收。
锐线光源有着众所周知的诸多优点，但因每分析一个元素就要更换一个元素灯，再加上灯工作电流、波长等参数的选择和调节，使原子吸收分析的速度、信息量和使用的方便性等方面受到了限制。
分析速度慢和依赖空心阴极灯的固有特性成了原子吸收光谱的致命弱点。
克服这些缺点的最有效的方法，就是采用连续光源进行多元素测定。
连续光源原子吸收成为分析工作者的一个长期梦想。
今天，这一梦想终于可以实现了！2004 年4 月，德国耶拿分析仪器股份公司（Analytik Jena AG）成功地设计和生产出了连续光源原子吸收光谱仪contrAA ，世界第一台商品化连续光源原子吸收诞生了！这是德国耶拿公司投入十几年时间的研制成果，是原子吸收光谱仪划时代的技术革命，原子吸收的面貌将从此焕然一新了！它同时也标志着德国耶拿已经走在了原子光谱技术的最前沿。
早在1952 年，世界原子吸收光谱分析的奠基人澳大利亚科学家Alan Walsh 先生在提出原子吸收光谱概念时，就首先考虑过用连续光源，但用连续光源要求单色器的分辨率达到2pm 水平的分辨率，这在当时的技术条件下是不可能的，所以只能采用锐线光源（通常为空心阴极灯），并一直沿用至今。
1968 年Walsh 先生又在第十三届国际光谱学术会上作了“多元素同时分析原子吸收光谱法”的演讲「1」。
连续光源无疑是多元素同时测定的最佳选择。
世界各地的原子吸收仪器研究者和设计者也一直在致力于用一个光源代替70 余种元素灯，
对连续光源原子吸收的研究坚持不懈地进行了几十年「2,3,4,5」。
连续光源原子吸收的成功商品化将从根本上改变原子吸收光谱法一个一个元素测定的现状，是原子吸收光谱仪继续向前发展的突破点。
也为实现L’vov「6」的原子吸收绝对分析的理想向前推进了一大步。
２．高分辨率的中阶梯光栅双单色器
能显示观察范围内的所有光谱干扰信息，因此，contrAA 是精确地校正背景和观察研究谱线特性和干扰, 以及进行常规分析的理想仪器。
主要特点归纳如下：
1.采用300W 高聚焦短弧氙灯作连续光源，波长覆盖了原子吸收全部波长范围。
可任意选用任何一条谱线进行测定。
不需要空心阴极灯，没有换灯和事先购灯的麻烦。
2.高分辨率的中阶梯光栅双单色器，分辨率达到0.002nm，解决了连续光源的单色性问题。
3.高灵敏度CCD 检测器，一根谱线由多个像数组成。
得到时间-波长-信号的三维信息，适于进行原子吸收干扰和机理方面的进一步研究。
4.波长校正技术。
采用Ne 线作动态波长校正，达到波长稳定精确，省却了以往严格恒温单色器的问题。
5.背景校正技术。
分析时同时记录所有背景信息，可以同时将各种背景都扣除干净。
传统原子吸收仪器上的氘灯、Zeeman、S.H 法等背景校正装置都不需要了。
6.分析结果准确、测量精度高。
检出限优于普通锐线光源原子吸收。
7.快速多元素顺序分析,分析速度达到或超过普通ICP。
而分析成本比普通原子吸收还要低得多。
8.线性范围和动态范围宽，并可采用线光源原子吸收无法使用的谱线进行定量测定。
9.方法简单，原子吸收的原理，谱线干扰等比发射光谱少得多。
10.仪器无需预热，开机立即测定。
另外，contrAA 还拥有原子化器与普通原子吸收相同的优点，所有测量方法和附件均适用；仪器维护和消耗成本低于普通火焰原子吸收光谱仪；可配自动进样器，可配氢化物发生器；可配分段流动注射微量进样器等。
contrAA 连续光源火焰原子吸收光谱仪在市场的面世，必将会对现有的传统原子吸收光谱仪及等离子体光谱仪器市场产生重要的影响，为快速多元素石墨炉原子吸收奠定了仪器基础，多元素同时测定原子吸收光谱分析仪器走向实际应用的时间已经到来了。
「1」Walsh,A. Simultaneous multi-element analysis by atomic absorption spectroscopy. XIII Colloquium Spectroscopicum Internationale, Ottawa, 1967, 257
「2」Harnly, J.M.; O’Haver, T.C.; Golden, B.; Wolf, W.R.: Anal. Chem. 51 (1979), 2007「3」O’Haver, T.C.; Messmann, J.D.: Prog. Analyt. Spectrosc. 9 (1986), 483
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「5 」Heitmann, U.; Becker-Ross, H.: Atomabsorptions-Spektrometrie mit einem Kontinuumstrahler (CS-AAS), GIT 7/2001, 728-731
「6」L`vov, B. V.: Recent advances in absolute analysis by graphite furnace atomic absorption spectrometry, Spectrochim. Acta Part B 45/7 (1990), 633-655
「7」Harnly, J.M., J. Anal. At. Spectrom., 1999, 14 (2), 37-146
「8」德国耶拿公司技术资料，Lit_AA_02_04_e。