原子吸收分光光度計(jì)主要用于分析微量到痕量級(jí)的無機(jī)元素，可以完成定性和定量分析，具有檢出限低選擇性好精密度高抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)空心陰極燈提供光源，待測元素通過原子化后對(duì)特征波長輻射產(chǎn)生吸收，通過測定此吸收的大小來計(jì)算出待測元素的含量在分析過程中影響測量的可變因素多，各種測量條件不易重復(fù)，對(duì)測定的靈敏度和準(zhǔn)確度影響較大。原子吸收分光光度分析又稱原子吸收光譜分析，是本世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)并在以后逐漸發(fā)展起來的一種新型分析方法。因其具有檢出限低、選擇性好、精密度高、抗干擾能力強(qiáng)、分析速度快、應(yīng)用范圍廣及用樣量小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石油化工[1]、冶金[2]、地質(zhì)[3]、環(huán)保[4]、生產(chǎn)安全[5]、食品藥品[6]、科研[7]等領(lǐng)域，是目前應(yīng)用最多的光譜分析方法。原子吸收分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、價(jià)格昂貴，操作要求高，使用不當(dāng)易導(dǎo)致儀器損壞日常及分析結(jié)果誤差。
1 基本構(gòu)造及工作原理
原子吸收分光光度法的測量對(duì)象是呈原子狀態(tài)的金屬元素和部分非金屬元素，其分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品蒸汽，被蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收，由發(fā)射光譜被減弱的程度，求得樣品中待測元素的含量[8]。原子吸收分光光度計(jì)由光源、原子化器、光學(xué)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及背景校正器共同組成。光源提供待測元素的特征輻射光譜；原子化器將樣品中的待測元素轉(zhuǎn)化為自由原子；光學(xué)系統(tǒng)將待測元素的共振線分出；檢測系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)而讀出吸光度；數(shù)據(jù)處理通過應(yīng)用軟件對(duì)光譜儀各系統(tǒng)進(jìn)行控制并處理數(shù)據(jù)結(jié)果；背景校正系統(tǒng)克服樣品中的共同組分及其在原子化過程中的背景干擾。
2 原子吸收分光光度計(jì)（AAS）應(yīng)用的最新進(jìn)展
2.1 AAS應(yīng)用的發(fā)展簡況
自從1898 年， Tyndal 發(fā)現(xiàn)NaCl 放在火焰上， 能在太陽光下產(chǎn)生589.0nm 和589.6nm 位置上的暗線以后，1939 年 Woodson 用汞蒸氣燈發(fā)出的 253.7nm 這條特征線測定了空氣中的汞，這些都可以說是 AAS應(yīng)用的前期實(shí)驗(yàn)工作。1953 年，奧大利亞物理學(xué)家A.Walsh首先提出了將原子吸收光譜應(yīng)用于化學(xué)分析的觀點(diǎn)，從理論上進(jìn)一步探討了 AAS 的優(yōu)越性。闡述了火焰原子吸收分光光度法的物理基礎(chǔ)、吸光度與試樣中被測元素濃度具有線性關(guān)系和方法的通用性等。 隨后， 荷蘭的J.T.J.Alkemade 也報(bào)道了火焰法做原子吸收分光分析實(shí)驗(yàn)的工作。 從此， AAS 開始了真正的應(yīng)用。
AAS 的具體應(yīng)用發(fā)展簡介如下：
① 已由無機(jī)化學(xué)向有機(jī)化學(xué)過渡 ；
② 生命科學(xué)研究中的“坐上賓” ；
③ 醫(yī)療、衛(wèi)生領(lǐng)域非常重視 AAS；
醫(yī)療、 衛(wèi)生領(lǐng)域特別是疾控中心， 衛(wèi)生防疫站系統(tǒng)，都已廣泛使用 AAS；在這些領(lǐng)域中，科技工作者早已將 AAS 用于人體組織和體液中的主量元素（Na、K、Ca、Mg）、必需的微量元素（Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Se、Co、Mo、V）、醫(yī)療用非必需元素（Al、Au、Bi、Ja、Li、Po）和非必需及有毒微量元素（Pb、Cd、Ag、As、Ti、Hg）的分析。特別是對(duì)血液、頭發(fā)、尿液和人體組織中的某些微量元素（Se、Ge、As、Hg、Pb）的分析，也普遍采用AAS 。
④藥檢工作中的應(yīng)用
國際上許多藥物的分析測試，質(zhì)量檢驗(yàn)都用AAS ；如：我國 2005 年版的藥典 （一部為中藥、 二部為西藥、三部為生物制品）規(guī)定：各類藥品中，共有 27 個(gè)品種 12 個(gè)元素要求用 AAS 分析檢測；其中：藥典一部規(guī)定，有 6 個(gè)品種 5 個(gè)元素 （Pb、Cd、Hg、As、Cu）要用 AAS 進(jìn)行質(zhì)量控制和分析檢測；藥典二部規(guī)定，西藥中有17個(gè)品種繼續(xù)用 AAS 進(jìn)行質(zhì)量控制和分析檢測；藥典三部規(guī)定，生物制品中有四個(gè)品種3個(gè)元素（K、Na、Al）要用 AAS 進(jìn)行質(zhì)量控制和分析檢測。
⑤ 農(nóng)業(yè)環(huán)保中的應(yīng)用：糧食、種子、蔬菜、土壤、中草藥、農(nóng)藥中的 As、Hg、Se、Sb的檢測，早已普遍使用AAS；
⑥ 商檢、食品中的應(yīng)用：我國和世界上許多國家，都對(duì)化妝品、金屬、肉類、魚類、酒類、口服液、奶類、奶制品等中的As、Hg、Se、Pb、Ge等微量元素普遍采用AAS進(jìn)行檢測；
⑦ 冶金工業(yè)中的應(yīng)用：金屬中的有害元素（As、Bi、Pb、Sb、Sn等）檢測；
⑧ 水質(zhì)中的有害微量元素分析檢測；
⑨ 環(huán)境監(jiān)測中對(duì)有害微量元素分析檢測；
⑩ 地質(zhì)找礦普查、詳查和異常評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。
2.2 AAS 應(yīng)用的最新進(jìn)展
國際上從事 AAS 應(yīng)用的科技工作者普遍經(jīng)常碰到的技術(shù)難題，近幾年來全世界科學(xué)家進(jìn)行了攻關(guān)，攻關(guān)的最新進(jìn)展如下：
① 進(jìn)樣技術(shù)攻關(guān)的進(jìn)展 ：
進(jìn)樣技術(shù)既是儀器方面的重要內(nèi)容，又是應(yīng)用方面的重要內(nèi)容。AAS 的各種新型進(jìn)樣器的涌現(xiàn)，是一個(gè)很值得廣大科技工作者重視的問題。因?yàn)椋瑯悠废猓?是 AAS 分析工作的最重要內(nèi)容之一，特別是對(duì)難熔的樣品，更是一大分析難題。 目前許多科學(xué)家和科技工作者，正在花大力氣對(duì)此展開攻關(guān)。近幾年，針對(duì)不能消解的樣品分析難題，科學(xué)家經(jīng)過攻關(guān)，已研發(fā)出固體進(jìn)樣器，對(duì)很難消解或不能消解的固體樣品， 采取不需要消解就直接固體進(jìn)樣的辦法（只適用于石墨爐 AAS ）。這是一個(gè)革命性的突破，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：
a、簡便：不需要化學(xué)前處理，節(jié)省時(shí)間，節(jié)省化學(xué)品的花費(fèi)；
b、靈敏度高 ：能達(dá)到pg 級(jí)和fg 級(jí)的檢測水平；
c、直接分析真實(shí)樣品：無污染；
d、適用性強(qiáng)：特別適合生物樣品的痕量分析；
e、真正的微量分析方法：10mg - 50mg作一個(gè)樣品；
f、自動(dòng)化程度高：除可手動(dòng)外，已出現(xiàn)全自動(dòng)的固體進(jìn)樣器；
② 高溫、難熔元素（如鉬、釩）分析難題的攻關(guān)（石墨爐橫向加熱、固體進(jìn)樣）；
③ 線性范圍窄的分析難題攻關(guān)（三磁場）；
④ 背景扣除的誤差很難消除的難題攻關(guān)（D2、可變磁場）；
⑤如何快速建立分析方法的難題攻關(guān)（最佳條件固化、推薦菜單）；
⑥如何進(jìn)行高濃度基體連續(xù)分析的難題攻關(guān)（FIA、為微量樣）；
⑦ 如何提高分析速度的難題攻關(guān)（FIA、快速升溫、全自動(dòng)、固體進(jìn)樣）；
⑧復(fù)雜體系或復(fù)雜基體的樣品分析難題攻關(guān)（石墨爐橫向加熱）；
⑨樣品處理沾污難消除的難題攻關(guān)（石墨爐橫向加熱、固體進(jìn)樣、智能稀釋）。
3 日常維護(hù)及注意事項(xiàng)
3.1 使用環(huán)境
(1)定期對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行殺毒，防止計(jì)算機(jī)被病毒感染。
(2)乙炔氣純度要達(dá)到98 %以上，使點(diǎn)火前后數(shù)據(jù)無變化。乙炔瓶內(nèi)壓力低于0.5 Mpa時(shí)要更換，否則乙炔內(nèi)溶解物會(huì)流出并進(jìn)入管道，造成儀器內(nèi)乙炔氣路堵塞，不能點(diǎn)火，儀器會(huì)提示燃?xì)鈮毫Φ?，而此時(shí)乙炔鋼瓶出口壓力是正常的。
(3)使用經(jīng)過除油除水后的空氣，空壓機(jī)產(chǎn)氣量要達(dá)到24 L/min以上；每次使用后進(jìn)行空壓機(jī)排水及油水分離器的排油排水；注意觀察空壓機(jī)潤滑油的液面高度在兩紅線之間，太低要更換空壓機(jī)油。
(4)氬氣純度99 %以上，防止石墨管和被測元素被氧化。
(5)使用笑氣(N2O)時(shí)，要用帶加溫功能的減壓閥。因?yàn)樾怃撈績?nèi)笑氣是以液態(tài)儲(chǔ)存的，使用時(shí)變?yōu)闅鈶B(tài)，溫度很低，會(huì)影響霧化室溫度，甚至造成霧化室結(jié)冰，靈敏度降低。
(6)使用石墨爐時(shí)，石墨爐電源要與主機(jī)電源不同相，要求220 V 30 A以上的供電，最好不要用插座，要使用30 A以上的開關(guān)，并把接線頭壓緊，防止接觸不良。如果石墨爐與主機(jī)同相，石墨爐加高溫時(shí)，瞬間電流很大，如果供電容量不足，會(huì)造成電壓下降，主機(jī)供電不足，數(shù)據(jù)不穩(wěn)。甚至損壞主機(jī)。
(7)接地。因?yàn)橹鳈C(jī)、石墨爐、ASC、計(jì)算機(jī)打印機(jī)要互相連接，由于電源插頭等原因，可能造成機(jī)殼帶電，損壞儀器，故一定要把儀器的地線端子用同一根地線相連，并與本樓的單獨(dú)地線相連。
(8)分析有機(jī)溶劑溶解的樣品，且霧化室下的廢液管是透明時(shí)，需更換有機(jī)溶劑專用廢液管或較硬的白色塑料管，否則，原廢液管會(huì)破裂，有機(jī)溶劑漏到儀器內(nèi)部，發(fā)生危險(xiǎn)。
(9)乙炔鋼瓶與儀器距離大于5 m時(shí)，管路內(nèi)徑要在8 mm以上，否則會(huì)因?yàn)榱髁坎蛔?，造成儀器乙炔入口壓力不足，使儀器不能點(diǎn)火或點(diǎn)燃后很快熄滅，儀器提示燃?xì)饣蛑細(xì)鈮毫Φ偷木妗Ｈ绻苈烽L，乙炔瓶調(diào)壓閥出口壓力要適當(dāng)調(diào)高一些，但不要大于0.13 MPa。
(10)檢查儀器乙炔和空氣的二次壓力，確保氣體壓力達(dá)到儀器正常使用范圍。
3.2 火焰法的維護(hù)及測量注意事項(xiàng)
(1)火焰法測量時(shí)，首先要知道大概的靈敏度，可從相關(guān)資料里面查詢標(biāo)準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)，從中知道線性范圍及可測的樣品濃度范圍，一般結(jié)果會(huì)比給出的靈敏度低一些，如出現(xiàn)不正常數(shù)據(jù)，才能據(jù)此分析原因，不能盲目的測樣品。因儀器的狀態(tài)不同，調(diào)整的各種狀態(tài)(如燃燒頭位置、燃?xì)饧爸細(xì)饬髁颗浔?、霧化器的情況)不同，可能造成儀器測某元素與資料中的數(shù)據(jù)有較大偏差，這時(shí)就要分析原因并調(diào)整，使儀器的測量結(jié)果誤差最小。
(2)樣品處理后要無顆粒物質(zhì)，否則會(huì)堵塞霧化器進(jìn)樣毛細(xì)管。如有顆粒，要過濾樣品。毛細(xì)管堵塞后，樣品靈敏度會(huì)下降很大，此時(shí)要取下霧化器，用專用的鋼絲(儀器自帶)疏通，疏通時(shí)注意不要把撞擊球捅掉，盡量不要拔出霧化器的毛細(xì)管部分。
(3)使用笑氣乙炔火焰時(shí)，要根據(jù)元素不同，調(diào)整笑氣流量，使火焰溫度達(dá)到合適溫度，以達(dá)到最佳靈敏度。
(4)點(diǎn)不著火時(shí)，常見原因是乙炔或空氣壓力低，或乙炔鋼瓶換的太晚，造成鋼瓶內(nèi)溶解物進(jìn)入管路，造成乙炔氣路堵塞。乙炔氣路一般可能有兩個(gè)地方堵塞，一是乙炔進(jìn)入儀器處；一是儀器內(nèi)乙炔二次調(diào)壓閥處，如處理不當(dāng)造成漏氣會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，要由專業(yè)人員處理并檢漏后才能使用。空氣壓縮機(jī)要注意排水及注意檢查潤滑油液面，夏天最好每天排水，不同型號(hào)的空壓機(jī)排水口位置不同，數(shù)量也不同。
(5)火焰法的靈敏度與霧化器的霧化效率有關(guān)，通常可用Cu元素檢查。可根據(jù)新儀器安裝時(shí)的數(shù)據(jù)或儀器指標(biāo)檢查，如相差較大，要考慮霧化器問題，在疏通霧化器毛細(xì)管后如無大的改善，要檢查霧化效率，檢查方法：對(duì)霧化器與撞擊球?yàn)橐惑w的霧化器；在關(guān)掉乙炔氣的情況下，保證空氣壓力，把霧化器卸出，進(jìn)樣管
插入純水中，由一人按排氣鍵，一人手持霧化器噴純凈水，排出的霧要盡量濃，且均勻穩(wěn)定。如霧稀少，要調(diào)節(jié)霧化器噴嘴與撞擊球間的距離，微小的調(diào)整會(huì)有很明顯的效果，調(diào)整時(shí)不要把霧及水滴噴入儀器內(nèi)，要遮擋一下，撞擊球裝在支架上，支架的前后移動(dòng)會(huì)使撞擊球前后移動(dòng)，支架要隨其相接觸的塑料螺絲移動(dòng)，
螺絲可調(diào)節(jié)。調(diào)好后，小心安裝霧化器，壓緊霧化器后，打開乙炔，檢查Cu的靈敏度，是否達(dá)到儀器指標(biāo)。此種方法是針對(duì)撞擊球與霧化器為一體的霧化器的調(diào)整。對(duì)撞擊球?yàn)楣潭ㄊ降恼{(diào)整，可對(duì)霧化器的壓緊螺絲的松緊進(jìn)行微調(diào)，查看靈敏度的變化，如噴霧毛細(xì)管對(duì)撞擊球不正，霧化效率也不會(huì)高，有時(shí)對(duì)霧化器輕微轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)改善靈敏度。
(6)注意檢查點(diǎn)火口的電極(電子點(diǎn)火器的電極)上是否有積炭，如有積炭要刮掉，積炭過多，可能造成兩電極短路。乙炔不純時(shí)，此處容易產(chǎn)生積炭。
2.3 石墨爐法的維護(hù)及測量注意事項(xiàng)
(1)石墨爐是用于分析PPb級(jí)濃度的樣品，因此，不能盲目進(jìn)樣，濃度太高會(huì)造成石墨管被污染，可能多次高溫清燒也燒不干凈，造成石墨管報(bào)廢。一般的測量過程要先檢查水的干凈程度，純水的吸光度一般要在0.01 Abs以內(nèi)，然后加酸做成空白，再進(jìn)樣，檢查酸的純度。同樣，吸光度不能太大，通常要控制在0.1 Abs以內(nèi)，否則會(huì)影響靈敏度及線性?？瞻讻]問題后再配制標(biāo)準(zhǔn)系列。最高濃度標(biāo)準(zhǔn)樣吸光度建議要在0.8 Abs以下，否則可能線性不良或造成石墨管污染，增大測量誤差。
(2)石墨爐法測量，對(duì)檢測室氣體環(huán)境、樣品瓶、樣品杯、容量瓶等接觸樣品的容器的潔凈度要求很高，大氣環(huán)境要干凈無灰塵，否則會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(3)石墨管的壽命一般在幾百次以上，若樣品中有強(qiáng)氧化劑或含氧酸會(huì)降低石墨管壽命。當(dāng)同一樣品重現(xiàn)性明顯變差，排除其它原因仍不能改善，或已被嚴(yán)重污染不能燒干凈的時(shí)候，可考慮更換石墨管。如石墨管壽命明顯變短，考慮的原因有：①氬氣純度及流量。純度要99 %以上。流量要檢查石墨爐內(nèi)外兩氣路，外氣路指石墨管外保護(hù)氣，流量要在1.2~1.5 L/min。如果偏小，石墨管外表面會(huì)損失較快，內(nèi)氣路受軟件控制，如果有堵塞，石墨管內(nèi)壁會(huì)損失較快。清洗石墨架和石墨帽后，要檢查其上的通氣小孔，避免堵塞。②石墨爐溫度。長時(shí)間使用石墨爐后，如不定期按要求保養(yǎng)，造成石墨管溫度過高會(huì)使石墨管損失過快，此時(shí)，要檢查石墨帽上的孔內(nèi)是否要清理，溫度傳感器的濾光片表面是否清潔，傳感器位置是否偏移。
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