原子吸收光谱仪的发展和应用

原子吸收光谱仪是常用的痕量分析仪器。本文主要介绍原子吸收光谱仪的原理、原子吸收光谱仪的发展史、原子吸收光谱仪的研究展望以及近年来的发展和原子吸收光谱仪应用概况。

原子吸收光谱仪简述

原子吸收光谱仪作为一种能够检测多种元素的化学仪器，现如今已经被广泛应用于化学实验、物理实验甚至是农学实验当中。同时，由于原子吸收光谱仪具有测定精确、灵敏度高等优点，因此作为地矿实验室的一种常用仪器，为地矿样品的元素测定提供科学准确的分析测定。

原子吸收光谱仪的基本原理是仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸汽时被蒸汽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。其中，火焰原子吸收光谱法的Zgao检出限可到10g/mL～9g/mL数量级，石墨炉原子吸收法的Zgao检出限可到10g/mL～13g/mL数量级。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。

原子吸收光谱的过程就是原子发射光谱的逆过程，同时由于每一种原子都有其duyi无二的原子结构，这也就是不同元素有不同特征吸收光谱的原因。

原子吸收光谱仪的发展史

(一)原子吸收现象的发现与科学解释

1802 年，伍朗斯顿(W.H.Wollaston)在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817 年，弗朗合费(J.Fraunhofer)在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，由于当时并不了解产生这些暗线的原因，于是将这些暗线称为弗朗合费线。1859年，柯西贺福(G.Kirchhoff)与本生(R.Bunson)在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸汽发出的光通过温度较低的钠蒸汽时，会引起钠光的吸收。

Agilent DUO AA 原子吸收光谱仪（点击图片查看产品详情）

(二)原子吸收光谱仪器的产生

原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从 1955 年开始的。这一年澳大利亚的瓦尔西(A.Walsh)发表了他的论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸收光谱法的基础。

(三)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diyi篇论文。电热原子吸收光谱法的灵敏度可达到 10-12~10-14g，使原子吸收光谱法向前发展了一步。塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展，使在很高的背景下也能顺利的实现原子吸收测定。

(四)原子吸收分析仪器的发展

随着原子吸收技术的发展，大大的推动了原子吸收仪器的发展与更新，还有其他科学技术的进步，也为原子吸收仪器的发展奠定了重要的技术以及物质基础。使用中阶梯光栅与连续光源，与光导摄像管、二极管阵列多元素分析检测器等结合使用，从而设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制的原子吸收光谱系统简化了一起结构，将仪器的自动化程度大大的提高了，并且也使得测定准确度得到了改善，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。

中国diyi台商品化原子吸收光谱仪制造于北京第二光学仪器厂，也就是现在的北京瑞利分析仪器公司。且该公司制造的原子吸收分光光度计一直代表中国当前的Zgao水平。

原子吸收光谱仪的应用

1、在金属材料中的分析应用

在对一些金属材料例如铝、铝合金、铜合金、钛合金等等，一些电源材料例如银锌电池、铬镍电池、热电池、太阳电池等，这些材料运用原子吸收光谱仪的技术方法所测的实验数据普遍具有较高的准确度，实现了实验条件的优化与完善。

2、在粉末材料中的分析应用

在分析与测试微量与常量的各种混合粉末电源材料时原子吸收光谱技术的应用十分广泛，其中还包括了控制与分析不同中间产物以及Z终产品添加剂及杂质含量的内容。以日本某公司制造的AA-670型原子吸收光谱仪为例，其具有很高的准确性，在银粉中能够回收大约97%的铜铁。

3、在液体材料中的分析应用

分析与测定电解液、电镀液、浸渍液以及其他不同类型的溶液金属离子含量即液体材料溶液分析的工作内容。一般大部分待测金属离子都是存在于溶液之中，因此，采用的检测方法必须具有较高的灵敏度。一旦被测浓度超过了测定范围，那么就需要稀释试样溶液，并结合实际情况，加入一定量的稀释液，例如硝酸铜、柠檬酸铵、以及硝酸等等，以此确保在溶液材料分析中原子光谱吸收仪的应用得以优化，进而使得到的结果更加真实准确。

4、在化学试剂中的分析应用

在化学试剂的分析中，原子吸收光谱仪也有着广泛的应用。例如有的部门将一种TH-2005红外吸收法二氧化碳分析仪用于环境保护、卫生防疫、劳动保护以及科研项目之中。这种分析仪的组成部分主要有采样装置、流程控制装置、二氧化碳光学检测室以及微机检测、控制、分析系统。此外，美国某公司制造的M-5型原子吸收光谱仪在化学试剂的微量与常量元素分析中也有着广泛的应用，在化学试剂中学多溶液的杂质含量的相对标准偏差较小，一般在0.5%左右，可见其具有较高的准确性。

5、在医学方面中分析应用

原子吸收光谱技术强大的功能使得其在化学分析中的各个领域都有着广泛的应用，其中医学方面的应用尤为突出，甚至能够实现对一些含量在PPM或PPB级的微量元素的准确检测，目前，我国各级医保单位中的常规项目已经纳入了人体元素检测，并且具有精确可靠的检测结果。由此可见，在疾病控制ZX原子吸收光谱技术也发挥着十分重要的作用。

原子吸收光谱仪的研究展望

(1)用可调谐激光代替空心阴极灯光源。(2)用激光使样品原子化。它将为微区和薄膜分析提供新手段、为难熔元素的原子化提供了新方法。塞曼效应的应用，使得能在很高的背景下也能顺利地实现测定。连续光源、中阶梯光栅单色器、波长调制原子吸收法(简称CEWM-AA法)是70年代后期发展起来的一种背景校正新技术。

它的主要优点是仅用一个连续光源能在紫外区到可见区全波段工作，具有二维空间色散能力的高分辨本领的中阶梯光栅单色器将光谱线在二维空间色散，不仅能扣除散射光和分子吸收光谱带背景，而且还能校正与分折线直接重叠的其他原子吸收线的干扰。使用电视型光电器件做多元素分析鉴定器，结合中阶梯光栅单色器和可调谐激光器代替元素空心阴极灯光源，设计出用电子计算机控制的测定多元素的原子吸收分光光度计，将为解决同时测定多元素问题开辟新的途径。

GX分离技术气相色谱、液相色谱的引入，实现分离仪器和测定仪器联用，将会使原子吸收分光光度法的面貌发生重大变化，微量进样技术和固体直接原子吸收分析受到了人们的注意。固体直接原子吸收分析的显著优点是：省去了分解试样步骤，不加试剂，不经任何分离、富集手续，减少了污染和损失的可能性，这对生物、医药、环境、化学等这类只有少量样品供分析的领域将是特别有意义的。

所有这些新的发展动向，都很值得引起我们的重视。微型电子计算机应用到原子吸收分光光度计后，使仪器的整机性能和自动化程度达到一个新的阶段。

原子吸收光谱仪是对痕量金属检测的重要仪器，随着科技的发展和检测手段的提高，仪器不断改进，更加便捷、人性化、智能化、GX。它在食品检测上对重金属元素检测，人体所需微量元素检测都有重要的作用。但仍需要多开发一些新方法，使我们能够利用原子吸收仪实现快检、微检。对于样品中其它元素对待测元素的光谱干扰，仍需要继续研究Z佳检测方法。原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点，现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析，并仍具有良好的前景。