原子吸收光谱仪

1、原子吸收光譜儀(Atomic Absorption Spectrophotometer, AAS)目的 :以Zn為例，熟悉火燄式原子吸收光譜儀(FAAS)的操作，製作Zn的標準曲線，找出其線性範圍及儀器偵測極限。原理 :樣品水溶液自毛細管被吸入，先被分散成細的噴霧，然後與燃料、氧化劑混合，經由火燄燃燒，使樣品成份原子化，以中空陰極燈管為光源，當原子化樣品吸收特定波長的光而被激發時就發生原子吸收，吸收度大小與樣品中分析物濃度成正比。儀器、藥品 :1.原子吸收光譜儀2.燒杯、PE 瓶3.吸量管、吸球4.定量瓶 (50,100 ml)5.Zn的標準液(1000 ppm)6.HNO3步驟 :1. 原子

2、吸收光譜儀的使用。2. 配0.15% HNO3(1.5 ml HNO3/1L蒸餾水)溶液作為清洗噴霧室溶液。作稀釋系列，由1000 ppm Pb標準液稀釋至 1-10 ppm 之間，任取 5 點作標準曲線（含Blank共6點），以 0.15% HNO3稀釋。3. 量測一系列待測元素的標準溶液。4. 繪製吸光度對應濃度建立檢量線(Calibration curve)。檢量線必須是線性且相關係數 R 值至少為 0.995。Y (Abs) = a + b X (conc.,ppm)相關係數，R 0.9955. 找出儀器的偵測極限(Detection limits, DL)。blank 重覆分析7次，

3、代入檢量線中，求得空白值濃度之 mean±s.d.。儀器的偵測極限定義為空白值的平均值加上3倍的標準偏差（或直接取3倍標準偏差）。6. 靈敏度(Sensitivity)：指樣品1%吸收時，即吸收度為0.0044時所相對應的濃度。靈敏度值(濃度)愈小，表操作條件愈佳或儀器愈靈敏、感度越好。7. 選擇某一濃度的標準液，調整 C2H2/air的比例，觀察樣品吸收度的變化。8. 測未知樣品濃度。若高於檢量線濃度則進行稀釋。9. 進行標準添加試驗(添加三點，製作標準添加曲線)。備註1. 建議先參考環檢所公告之火焰式原子吸收光譜法，分析步驟及品質管制部分。2. 實習時間為9/30-10/15期間

4、，請先向助教預約方便助教準備實驗的器材及安排儀器操作時段。火焰式原子吸收光譜儀 (PERKIN AA100) 預備工作 : 1. 配製標準溶液，準備清洗用 0.15% HNO3溶液約一升，列印紙張。2. 開機前應先翻閱使用登記本上的記錄事項以確認儀器狀況、檢查氣體是否足夠、前一位使用者關機是否確實。 開機程序1. 打開主機及電腦(先打開延長線開關，再檢查穩壓器開關是否打開，開主機，開電腦，檢查印表機是否開啟)。2. 打開抽氣裝置(桌子右側邊，ON)。3. 開乙炔C2H2及空氣air(空壓機底部旋鈕旋緊後插電)，若需要用笑氣N2O則於此時同時打開。調整氣體鋼瓶出口壓力至建議值。 軟體操作由AA

5、WinLab Analysis進入，選按 Menus and Toolbar 進入AA分析電腦操作軟體。§ 測試燈管 Lamps 燈管裝妥後，開啟 Align Lamps (Tools->Align Lamps)視窗，選按在待測元素旁的Set up欄位(可同時裝上數根燈管，要使用哪一支燈管就選按那一個)，即可打開該元素的燈管，此時電腦會自動調整適合該待測元素的波長、光柵狹縫、電流等參數。記錄燈管能量強度(Energy)，通常確定該燈管可達到足夠的能量強度後即可關閉該視窗。 注意事項1. 每個元素的燈管在被打開後，均有一個燈管能量強度(Energy)的數值，參考對照先前記錄本上的

6、數值，可約略判斷燈管壽命是否已盡。另外，燈管後方有Time Meter是記錄使用的毫安小時數，也可用來判別燈管壽命。2. 基本上中空陰極燈管(Hollow Cathode Lamp, HCL)不需要預熱。砷、硒、汞三種元素較需使用無極放電燈管(Electrodeless discharge lamp, EDL)、需預熱半小時使之達最高強度。3. 更換燈管時，請小心不要觸摸燈管前座的石英鏡片(必要時可用拭鏡紙擦拭)，拔下燈管時，請握玻璃部份(勿只握黑色底座部份)，小心拔出。§ 建立新的分析方法 Method Edit1. 方法內容包括分析元素、儀器參數、檢量線等之設定。2. File-

7、>New->Method（建立新的方法檔）；File->Open->Method（開啟舊檔）3. 建立新的方法檔>>Create New Method由下拉式功能表中選擇欲分析元素(Element to be determined)，輸入新方法名稱(New Method Name)，按壓OK進入Method Edit之主畫面。4. Method Edit之主畫面又分成三個子畫面(Inst. Calib. Options) Inst.:該分析方法之簡短描述(Method Desc.)；波長(Wavelength)及狹縫(Slit Width)的設定；讀取時間(

8、Read Time)一般設3-5秒；信號形式(Signal Type)一般設Atomic Absorption，或可以選背景校正(AA-BG)；火焰形式(Flame Type)可選擇Air/C2H2或N2O/C2H2。 Calib.：a.Equation, Units & Replicates-檢量線方程式(常用Zero Int.linear)，單位選擇，重複次數(一般3次)。b.Standard Conc.-檢量線標準液名稱(ID)、濃度。 Options：列印內容相關設定。5. 最後記得存檔(File->Save(As)->Method)§ 打開工作視窗 Wo

9、rkspace1. 從上方工具列選取Workspace。2. 或於 WkSpace 按鈕上按一下，選取 auto.flm，同時開啟 Flame ， Results， Calib.三個視窗，請再另外開啟 Manual 視窗.§ 調整燃燒頭高低位置及霧化器之流速燃燒頭高低位置調整共有三個調整鈕-高低旋鈕(Vertical Adjustment Knod)，前後旋鈕(Horizontal Adjustment Knod)及搖擺旋鈕(Rotational Adjustment Knod)。調整時可打開Continuoues Graphics視窗(由軟體Tools->Continuous

10、 Graphics)1. 高低旋鈕：調整燃燒頭高度（垂直方向高低位置）。a. 順時針方向降低燃燒頭位置到整束光源以下(此時並未點火)。用滑鼠在自動歸零(Auto-Zero)按鈕上按一下或按鍵盤F3，將吸收值歸回至零點。b. 再以逆時針方向將燃燒頭位置向上調升，直到燃燒頭開始擋到部份光束，使得吸收值由零點轉成正值。c. 接著再以順時針方向慢慢將燃燒頭位置調降至吸收值瞬間為零時，再順勢多調降1/4圈。M 點火 Flame a. 在 Flame Control 視窗操作進行點火。b. 絕對使用空氣為氧化劑來點火(Air/C2H2)：無論做任何元素分析都用空氣、乙炔點火即調整儀器至最佳狀況後，若需要再

11、以滑鼠由螢幕上將oxidant 氣體由空氣切換為笑氣即可(當然須先將笑氣鋼瓶打開)。c. 若需要，滑鼠點選 Adjust 按鈕，手動調整主機上Air/C2H2適當流量。d. 確認安全檢查項目(Safety Interlocks)是否打勾þ，表示合格，可以進行點火；若ý表示安全檢查不合格，檢查排除安檢有疑慮項目後，轉為打勾þ，即可點火。2. 前後旋鈕（調整燃燒頭的水平方向前後位置）及搖擺旋鈕（調整燃燒頭的旋轉位置，此部份調整影響光源通過路徑之長短）準備 Cu 4ppm標準液(或分析元素標準液)，將吸管置入標準液中吸取樣品，觀察連續圖譜中的吸收度，將旋鈕順或逆時針轉動

12、調整至吸光度Abs最大。(參考該元素之特徵濃度值) 。此部份調整一般以 Cu 4ppm 標準液來進行，參考吸光度值為0.2以上(記錄本上的數值也可以參考對照)，此即為燃燒頭最佳位置，該最佳位置可通用於大部分的元素。3. 霧化器(Nebulizer)調整：樣品吸取速率a. 先以順時針方向將霧化器後的接頭(靠裡面的環狀物)弄鬆。b. 再以逆時針方向調整霧化器，直到看見插在標準液裡的吸管(Capillary)末端冒出泡泡，再以順時針方向慢慢將吸收值調至最大。c. 完成後再將霧化器後端的接頭重新鎖緊以固定好霧化器。4. 整個調整過程中，可交叉以空白水溶液及標準液進行歸零(F3)與尋找最大吸光度動作。&

13、#167; 分析標準液及樣品 Manual Analysis1. 打開 Manual Analysis 視窗。於視窗下方，勾選Save Data表示存檔，輸入結果的儲存檔案名稱(Result Data Set Name)，勾選 Print Log 表示分析同時列印結果。2. 在Spectrometer欄位中，Current Status顯示Idle，表示機器在預備狀態可以進行下一樣品分析。3. 吸取空白液(Blank)並按 Analyze Blank(或按鍵盤 F5)。此時讀取空白值並歸零。4. 依序吸取標準液(依中間欄位標準液編號及濃度)並按 Analyze Standard(或按鍵盤 F6

14、)，此時讀取吸收值並繪製標準曲線。5. 標準液全部分析完畢，將 Calibration 視窗放大，檢視標準曲線是否合於規定。(若需列印，File->Print->Graphics)6. 吸取樣品(可於Sample ID 處鍵入樣品名稱或簡要說明)，按 Analyze Sample(或按鍵盤 F7)，此時由標準曲線換算樣品濃度值。若有更多樣品重複該步驟。7. 實驗過程中，應注意以空白液歸零，約每 10 個樣品應以某一標準液濃度確認分析值以確保儀器在正常情況下。8. 完成樣品測定後，請再以空白液清洗霧化器35分鐘。 計算特徵濃度一般做原子吸收光譜時都會在分析樣品前做靈敏度確認(Sens

15、itivity check)的動作，以確定機器的狀況正常與否，如 4 ppm 的銅其吸收度應在 0.2 以上加減 20%，但一支好的霧化器通常會超過 20% 甚至更多(不要緊)，但當低於 20% 則表示機器一定有問題。特徵濃度(靈敏度)：對火焰原子吸收，可表示為一特定元素產生 1% 吸收度(即0.0044 Abs)時的ppm 數量，數值愈小表示愈靈敏。靈敏度=(標準液濃度x0.0044)/計量吸收電腦分析軟體提供精確計算出特徵濃度(Analyses->characteristic conc.) 關機1. 打開 Flame Control 進行熄火(或按鍵盤 F10)，火熄後關乙炔，拔空氣壓縮機插頭，按視窗上Bleed (洩氣鈕)將管路中氣體排除。打開氣體鋼瓶排氣閥，鬆開空氣壓縮機底部的排氣鈕。2. 打開 Align Lamps 視窗，按 Rotate Turret