几类背景校正的比较
原子吸收三种背景校正方式的性能比较及应用分析
原子吸收三种背景校正方式的性能比较及应用分析
周聪;刘洪升;高丽花;冯信平
【期刊名称】《热带农业工程》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】对塞曼效应、氘灯校正及自吸校正三种扣背景方式的性能进行分析比较,测定了不同扣背景实验方法的灵敏度、精确度及准确度等技术指标.分析结果表明:不同样品和不同元素受背景干扰的程度不同,用自吸法扣背景会使测定的灵敏度降低,适用于灵敏度较高的元素分析;氘灯法虽能使灵敏度提高,但适用范围较窄(波长＜430 nm);塞曼方式是理想的扣背景方式,测定结果稳定可靠.
【总页数】5页(P9-13)
【作者】周聪;刘洪升;高丽花;冯信平
【作者单位】中国热带农业科学院分析测试中心,海南,儋州,571737;中国热带农业科学院分析测试中心,海南,儋州,571737;中国热带农业科学院分析测试中心,海南,儋州,571737;中国热带农业科学院分析测试中心,海南,儋州,571737
【正文语种】中文
【中图分类】TQ33
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物理实验技术中如何使用合适的背景校正方法
物理实验技术中如何使用合适的背景校正方法在物理实验中，背景校正是非常重要的一步，它可以帮助我们准确地测量和分析实验数据。
背景校正的目的是消除实验中各种背景噪音和误差，以保证实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的背景校正方法以及在物理实验技术中如何使用合适的方法进行背景校正。
一、背景校正的概念与重要性在物理实验中，背景指的是与所测量物理量无关的信号或干扰。
这些背景信号可能来自仪器本身、环境条件或其他外部因素。
进行背景校正的目的是将这些背景信号排除在外，以保证所测量的物理量是真实有效的。
背景校正的重要性在于，它可以提高实验的准确度和可靠性。
如果不进行背景校正，实验数据可能会受到背景信号的干扰，导致最终结果错误。
通过合适的背景校正方法，我们可以准确地消除背景信号，获得准确的实验数据，从而更好地理解和研究所研究的现象和物理原理。
二、常见的背景校正方法1. 零点校正零点校正是一种常见的背景校正方法，适用于实验仪器本身存在的背景信号。
通过将测量仪器调零，即在没有任何输入信号的情况下进行测量，可以获得零点背景信号。
在实验过程中，我们可以将这个背景信号减去实际测量值，从而得到准确的结果。
2. 空白样品校正空白样品校正是一种针对实验样品的背景校正方法。
在进行实验测量之前，我们可以预先测量一个空白样品，它与实验样品相同，但不含我们要测量的物质。
通过将空白样品的测量结果减去实验样品的测量结果，可以消除与样品无关的背景信号。
3. 对照组校正对照组校正是一种适用于实验中异质性的背景校正方法。
在进行实验时，除了实验组外，我们还可以设置一个对照组。
对照组与实验组在其他条件相同的情况下，不受实验控制变量影响的情况下进行测量。
通过将对照组的测量结果减去实验组的测量结果，可以排除掉非实验因素对实验结果的影响。
三、合适的背景校正方法在物理实验技术中的应用在物理实验技术中，我们需要根据实际情况选择合适的背景校正方法。
下面以一个光学实验为例，介绍合适的背景校正方法的应用。
几类背景校正的比较
几类背景校正的比较当原子化温度不足以将基体中的所有分子分解时就可能产生分子吸收。
分子吸收所产生的信号加上原子所产生的信号，就可能产生一较高的虚假信号。
在火焰法中，背景信号通常在0.05吸光度以下，但对某些类型的样品（特别是在低紫外波段），背景干扰可能较高。
石墨炉分析中，背景信号则可能达2.0吸光度以上，背景校正就显得十分重要了。
实践中，如遇到需测量大背景信号中的较小的原子吸收信号时，我们不提倡直接进行测量（虽然仪器可能具有这种能力），我们可提高加适合的基体改进剂及合理设置石墨炉干燥、灰化程序来降低背景信号，因高背景信号降低光通量，降低了信噪比。
背景校正（或称为扣背景），是一种甄别非特征吸收的方法。
所有厂家度采用相同的扣背景原理：即将背景吸收从总信号中减去。
非特征吸收信号及总信号在数毫秒时间间隔内被分别测出。
然后提高计算得出所要的特征吸收信号值。
在石墨炉分析中，信号的产生及变化速度极快，（每秒可达10个吸光度）。
理想的情况是在同一时间测出背景信号和总信号，但实践中是不可能做到的，但这两个信号的测量在时间上越接近，其准确性就越好。
现在各种仪器的这一时间差在2－10ms之间。
氘灯扣背景最常用的扣背景方法是采用连续光源，如氘灯来测量背景信号。
其波长范围为180到425nm。
因在短波长范围中，背景信号相对较高，该方法覆盖了决大多数高背景发生区。
在元素灯工作周期，元素灯所产生的窄发射谱线被原子及背景物质所共同衰减，所测得的值是总信号；在氘灯工作周期，氘灯的宽谱线所测得的则是背景信号（此时元素灯所产生的窄谱线原子吸收可忽略不计），两次测量的差值，即为我们所需的原子吸收信号。
氘灯扣背景方法的优点灵敏度好动态线性范围好费用低氘灯扣背景方法有以下几方面局限性：灯的强度有时不合适。
空心阴极灯和氘灯的强度匹配要精心调整（一般需要牺牲元素灯光强，增大通带和高压，以弥补氘灯强度弱的缺点，但噪音将增大）同时还要控制两种光源的稳定性，调整两光源的光斑要重合不能准确扣除由窄谱线分子吸收而造成的结构背景；有时背景校正误差很大；Smith Heiftje （自吸）扣背景该方法是1983年首先由Stan Smith 和Gary Heiftje 提出的。
原子吸收光谱背景校正优缺点
原子吸收光谱背景校正优缺点主要有以下优点:1选择性强.这是因为原子吸收带宽很窄的缘故。
因此，测定比较快速简便,并有条件实现自动化操作。
在发射光谱分析中，当共存元素的辐射线或分子辐射线不能和待测元素的辐射线相分离时,会引起表观强度的变化。
而对原子吸收光谱分析来说：谱线干扰的几率小,由于谱线仅发生在主线系，而且谱线很窄，线重叠几率较发射光谱要小得多,所以光谱干扰较小。
即便是和邻近线分离得不完全，由于空心阴极灯不发射那种波长的辐射线,所以辐射线干扰少，容易克服。
在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰.在石墨炉原子吸收法中,有时甚至可以用纯标准溶液制作的校正曲线来分析不同试样。
3分析范围广。
发射光谱分析和元素的激发能有关，故对发射谱线处在短波区域的元素难以进行测定。
另外,火焰发射光度分析仅能对元素的一部分加以测定.例如，钠只有1%左右的原子被激发，其余的原子则以非激发态存在。
在原子吸收光谱分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，所以测定的是大部分原子。
目前应用原子吸收光谱法可测定的元素达73种。
就含量而言,既可测定低含量和主量元素，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的性质而言,既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素,也可间接测定有机物；就样品的状态而言，既可测定液态样品，也可测定气态样品，甚至可以直接测定某些固态样品，这是其他分析技术所不能及的。
4、抗干扰能力强。
第三组分的存在，等离子体温度的变动，对原子发射谱线强度影响比较严重.而原子吸收谱线的强度受温度影响相对说来要小得多。
和发射光谱法不同，不是测定相对于背景的信号强度，所以背景影响小.在原子吸收光谱分析中，待测元素只需从它的化合物中离解出来，而不必激发,故化学干扰也比发射光谱法少得多。
5、精密度高。
火焰原子吸收法的精密度较好。
在日常的一般低含量测定中，精密度为1～3％。
如果仪器性能好,采用高精度测量方法，精密度为<1%.无火焰原子吸收法较火焰法的精密度低,目前一般可控制在15%之内.若采用自动进样技术,则可改善测定的精密度。
背景差法是 3种
背景差法是3种方法中最直接、最简单的一种方法．这种方法事先把背景图像存储下来，然后将前景图像与背景图像作差．一般情况下，由于运动物体在灰度上与背景灰度存在着很明显的差异，这样作差过后的差值图像只是在运动物体出有较大的灰度值．选取适当的阈值，差值图像的灰度值大于，视为前景物体，灰度值小于，视为背景点．运用背景差法通常会遇到背景的获取背景的更新和背景的扰动1 问: Pluto对波长650纳米的激光校准，即上载一幅灰度值在0-255之间的图，施加的相位调制对应在0-2pi之间。
如果改用波长532纳米的激光，上载灰度值范围为多少时，可以达到0-2pi 之间的相位调制。
答: 若改用532nm激光，相位调制范围比650nm会大些。
一般来说,SLM相位调制范围在短波长上会增加。
2 问: LC-R2500等型号对微机系统有什么具体要求？答: 目前的PC配置一般都能满足要求.3 问: 说明书中提到相位校准过程中要加入起偏器和检偏器，请问SLM使用中是否要还要加入起偏器和检偏器？答: 正常使用中也需要加入起偏器和检偏器。
并且，一般要求起偏器的偏振方向与SLM微显示板的长边方向一致，基本不影响入射偏振态，达到只改变相位的目的。
4 问: 入射光束和SLM法线的夹角有何限制，最大夹角大约为多少？答: 入射角度一般控制在6度以内，对相应偏振光的影响较小。
5 问: SLM调制时有时中心光斑仍比较强，导致衍射效果变差，请问何种原因？如何消除？答: 一般来说，衍射效果受填充因子和入射偏振态影响。
使用中，应通过插入起偏器和检偏器来消除非相干光的影响。
6 问: Holoeye空间光调制器使用中应注意哪些问题？答: 一、防静电措施，特别是安装液晶显示面板时，应带防静电手套，防静电手腕；二、液晶显示面板与控制器之间的连线，应避免频繁插拔；三、空间光调制器部件的连接，应在断电状态下进行；四、使用环境，应避免高温、高湿，并保证一定的洁净度。
石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅
石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅摘要：近年发展起来的石墨炉、火焰原子吸收法、比色法和ICP-MS法测定食品中的铅。
石墨炉原子吸收和ICP-MS方法非常敏感，特别适用于食品中铅的测量。
但是，ICP-MS方法对基体有干扰，而且成本高昂。
为了提高石墨炉原子的重现性，本文研究了该方法的测量和影响，以减少其他方法过程对铅测量的影响，并确定了最佳基本条件。
关键词：石墨炉原子吸收分光光度法；测定；食品；铅Determination of lead in food products by atomic absorption spectrophotometry of graphite furnaceZhang Yanan, Zhang Shunshun, Li ShengpingQingdao spectrum Nepal Testing Co., Ltd. Shandong Qingdao 266000 Abstract: Recent development of graphite furnace, flame atomic absorption method, colorimetric method and ICP-MS method to determine the lead in food. Graphite furnace atomic absorption and ICP-MS methods are very sensitive and especially suitable for lead measurement in food. However, the ICP-MS method interferes with the matrix and is costly. To improve the reproducibility of graphite furnace atoms, we study the measurements and effects of this method to reduce the effect of other method processes on lead measurements andto determine the optimal basic conditions.Key words: graphite furnace atomic absorption spectrophotometric method; determination; food; lead食品中铅的测定常用于原子吸收方法。
原子吸收三种背景校正方式的性能比较及应用分析
可见 ， 些 在 原 子 吸 收 分 析 中本 来 就 不 够 灵 敏 的 元 素 （ Ｃ 、ｂ ， 一 如 ｕ Ｐ ） 不 宜 采 用 自吸 扣 背 景 法 ， 一 些 在 原 子 吸 收 分 析 中 灵 敏 度 较 高 的 而 元 素 （ Ｃ 、 ｎ ， 可 采 用 自吸扣 背 景法 。 如 ｄ Ｚ ）则
原 子 吸 收 三 种 背 景 校 正 方 式 的 性 能 比较 及 应 用 分 析
张 哲 张 宝 生
（ 葫芦 岛 市环 境 保 护 监 测 中心 站 １ ５ ０ 辽 宁 省 环 境保 护 监 测 中心 站 ） ２００
【 摘 要 】 塞 曼 、 灯 及 自吸 收 三 种 扣 背 景 方 式 的 性 能 进 行 分 析 比 较 ， 对 氚 测 定 了三 种 扣 背 景 方 式 的 灵 敏 度 、 确 度 及 准 确 度 。 分 析 结 果 说 明 不 精 同样 品 和 不 同 元 素 受 背 景 干 扰 的 程 度 不 同 ， 自 吸 法 扣 背 景 会 使 测 定 用 的 灵 敏 度 降低 ， 用 于 灵 敏 度 较 高的 元 素 分 析 ； 灯 法 虽 能 使 灵 敏 度 提 适 氘 高 ， 只 适 用 于 波 长 小 于 ４０纳 米 的 元 素 。 塞 曼 方 式 是 理 想 的 扣 背 景 但 ３ 方式 ， 定结 果稳 定可靠 。 测 【 键 词 】 子 吸 收 ； 景 干 扰 关 原 背
１】 仪 器 与 试 剂 ．
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２３ 试 验 方 法 精 确 度 分 析 －
《素问》“新校正”产生的背景
卞海 等通 过 实验 发 现无 患 子皂 苷 具 有 降低 原 发性 高 血压 鼠 的 血压 作用 ， 用 机制 可 能与 抑 制血 浆 Ａ ｇ Ａ ｄ Ｅ 水 平 其作 ｎ Ⅱ、 ｌ 和 Ｔ 有关 。 史 以菊 ， 泉 ， 元 ， 通 过建立 大 鼠 肾动 脉狭 窄性 高血 江新 卢连 等 压模 型 ， 三七 皂苷 （Ｎ ） 肾性 高 血压 大 鼠血 压 及 肾脏 一氧 研究 Ｐ Ｓ对 化 氮 （ Ｏ）超 氧化 物 歧化 酶 （Ｏ ） Ｎ 、 Ｓ Ｄ 含量 的影 响 ，Ｎ 能 明显 降低 ＰＳ 肾动脉狭窄性高血压、 增加 Ｎ Ｏ含量 、 增强抗氧化能力、 保护血管
一
舒张。
仙 人掌 果 多 糖 （ Ｐ Ｐ 是仙 人 掌 植 物果 实 的活 性 成 分 ， 有 ＣＦ） 具 明显的抗衰老、 消炎、 抗癌和降血糖等作用 ， 是仙人掌具有多种功 ２ 生物碱 类 效 的原 因之 一 。 梁秋 云 等又 经实 验证 明 仙人 果多糖 具有 降低 自发 王清从藜芦总生物碱中提取分离出藜芦胺单体， 采用颈动脉 性 高血 压大 鼠血 压 的作 用 ， 机制 可 能与 降低 白发 性高 血压 大 鼠 其 直接测压法和尾动脉间接测压法， 测定其对正常猫血压及高血压 血 浆 中血管 紧 张素 Ⅱ及 内皮 素含 量有 关 。 模 型大 鼠血压 的影 响 。结果 经 十二指 肠或 灌 胃给 药 ， 芦 胺对 正 ５ 三萜 及 其他种 类 藜 常猫 、Ｈ Ｓ Ｒ和 肾性高 血压 大 鼠均 有 明 显 的降 压 和减 慢 心率 作用 ， 灵芝三萜是近年来从灵芝 中分离得到的另一类具有广泛药 且其 降压作 用与 剂量 呈正 相关 ， 出藜 芦胺 具有 明显 的降压 作 理 活 性 的物 质 ，研 究 表 明 灵芝 三萜 具 有 保 肝 护 肝 、抗 肿 瘤 、 可得 抗 用， 其降压作用与藜芦总生物碱相同或相似。 Ｈ Ｖ １ ＨＶ １ 白酶活性、 Ｉ２ 及 Ｉ２ 蛋 抑制胆固醇合成、 镇痛、 降血脂等多 钩藤 长期用 于高 血压 治疗 ， 降压 的主要 成 分是 钩藤 碱 和异 种 药理 作 用 ， 后又 有 研 究发 现 ， 芝 三萜 类 物 质对 原 发性 高血 其 之 灵 钩藤碱 ， 后者的降压作用强于前者 ， 具有钙拮抗剂样作用、 降血压 压大鼠具有明显的降压作用。 并 拮抗 和 逆转 高血压 左室 肥厚 、 缺血保 护 等药 理作用 。 脑 ４ 评 述与 展望 异莲心碱 （ ｏｅ ） Ｉ ｌ ｎ 作为莲子心生物碱 的主要成分之一 ， ｓｉ 它与 中药治 疗 高血压 病 能标 本兼 治且 药 物毒 副作 用较 小 、 效持 疗 莲心碱一样具有降压作用 ， ｏｅ Ｉ ｌ ｎ降压作用主要 与干扰 １ ｓｉ 受体 久 ， 改善症 状 、 高病人 生 活质 量 、 定疗 效 、 在 提 稳 逆转 靶器 官 损害 、 和 阻滞钙 通道 的效应 有关 。 减 少并 发症 等方 面都 具 有独 特 的 优势 ，有待 进 一步 深入 研 究开
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几类背景校正的比较
当原子化温度不足以将基体中的所有分子分解时就可能产生分子吸收。
分子吸收所产生的信号加上原子所产生的信号，就可能产生一较高的虚假信号。
在火焰法中，背景信号通常在0.05吸光度以下，但对某些类型的样品（特别是在低紫外波段），背景干扰可能较高。
石墨炉分析中，背景信号则可能达2.0吸光度以上，背景校正就显得十分重要了。
实践中，如遇到需测量大背景信号中的较小的原子吸收信号时，我们不提倡直接进行测量（虽然仪器可能具有这种能力），我们可提高加适合的基体改进剂及合理设置石墨炉干燥、灰化程序来降低背景信号，因高背景信号降低光通量，降低了信噪比。
背景校正（或称为扣背景），是一种甄别非特征吸收的方法。
所有厂家度采用相同的扣背景原理：即将背景吸收从总信号中减去。
非特征吸收信号及总信号在数毫秒时间间隔内被分别测出。
然后提高计算得出所要的特征吸收信号值。
在石墨炉分析中，信号的产生及变化速度极快，（每秒可达10个吸光度）。
理想的情况是在同一时间测出背景信号和总信号，但实践中是不可能做到的，但这两个信号的测量在时间上越接近，其准确性就越好。
现在各种仪器的这一时间差在2－10ms之间。
氘灯扣背景
最常用的扣背景方法是采用连续光源，如氘灯来测量背景信号。
其波长范围为180到425nm。
因在短波长范围中，背景信号相对较高，该方法覆盖了决大多数高背景发生区。
在元素灯工作周期，元素灯所产生的窄发射谱线被原子及背景物质所共同衰减，所测得的值是总信号；在氘灯工作周期，氘灯的宽谱线所测得的则是背景信号（此时元素灯所产生的窄谱线原子吸收可忽略不计），两次测量的差值，即为我们所需的原子吸收信号。
氘灯扣背景方法的优点
灵敏度好
动态线性范围好
费用低
氘灯扣背景方法有以下几方面局限性：
灯的强度有时不合适。
空心阴极灯和氘灯的强度匹配要精心调整（一般需要牺牲元素灯光强，增大通带和高压，以弥补氘灯强度弱的缺点，但噪音将增大）
同时还要控制两种光源的稳定性，调整两光源的光斑要重合
不能准确扣除由窄谱线分子吸收而造成的结构背景；
有时背景校正误差很大；
Smith Heiftje （自吸）扣背景
该方法是1983年首先由Stan Smith 和Gary Heiftje 提出的。
在其论文中，对这种扣背景方法的工作原理及局限性都有较为详细的论述。
这种方法现在只有TJA和Shimadzu两家公司采用。
同时TJA也提高了氘灯扣背景的选项。
当空芯阴极灯在很强的灯电流条件下工作时，其发射谱线将变宽，谱线向两翼扩展，成为双发射峰。
该效应称为自吸效应。
测量总吸收信号时，空芯阴极灯通以正常灯电流；当需要测量背景信号时，元素灯被通以很强的脉冲电流使灯产生自吸，此时，元素灯相当与一连续光源，特征吸收减到很小，所得信号基本上是背景信号。
但背景值的测量与总吸收的测量不在同一谱线下（背景信号在共振线两侧）。
该方法的好处是在整个测量过程中只需要一个灯源－空芯阴极灯，但其缺点确十分明显。
如灯寿命减短，灵敏度损失较大（16％Hg－87％Cd）。
其它主要问题是：
因速度慢（10Hz），扣背景准确性差；
校正曲线动态范围小；
不能扣除所有谱线或结构背景（因其连续灯源状态时，谱线宽度窄）
Zeeman效应
当原子谱线被置于磁场中时，谱线会发生分裂，这种现象，就是Zeeman效应。
正常塞曼效应或称之为简单塞曼效应发生时，谱线被分裂成两个σ分量和一个π分量，π分量留在原谱线位置，σ分量则对称地出现在原谱线两侧数皮克纳米处。
该分量偏离的程度取决于磁场强度的大小。
π分量与磁场方向平行，σ分量与磁场方向垂直。
磁场关闭时测得总吸收信号，磁场开时，π分量被偏振器滤除，σ分量则因偏离共振谱线而不能检出，分子吸收信号不受磁场影响，因此，此时所得测量值为背景信号。
纵向磁场扣背景
纵向磁场的方向与光路平行，因而所分裂出的π分量因与光路方向垂直而不进入单色器。
那么，在光路中就无需用偏振器了。
因此提高了光通量，可得到较好的检出限。
当然仪器其它方面的设计对仪器整体性能的影响也不可忽视。
横向磁场扣背景:正如前面所述，该方法在光路中加一偏振器将π分量滤除。
塞曼扣背景优点
其最主要的一个优点是背景的扣除准确地在被分析元素的共振谱线处进行，且只需一个光源。
波长覆盖整个波长范围；
可准确扣除结构背景；
可扣除某些谱线干扰；
背景校正速度快，提高了扣背景的准确性。