原子吸收分光光度计应用和维护

1、原子吸收分光光度计应用和维护 原子吸收基本结构及各部件操作 注意事项 原子吸收分析方法的优化与具体应用实例解析 原子吸收常见故障及日常维护利用空心阴极灯所发出被测元素的特征辐射光，被原子化器原子化时所产生的样品蒸气中待测元素的基态原子所吸收。通过测定特征辐射光被吸收的大小，来计算出待测元素含量的一种分析方法。 光源的作用是发射被测元素的特征波长光。常见光源：元素灯常见光源：元素灯/无极放电灯无极放电灯单元素灯：只用一种金属元素制作。单元素灯：只用一种金属元素制作。多元素灯：用两种以上金属合金制作。多元素灯：用两种以上金属合金制作。高强度高强度/高性能空心阴极灯高性能空心阴极灯灯电流（额定电流下

2、工作）工作原理（低压辉光放电）Cu1 空心阴极灯工作机理 空心阴极灯是一种辐射强度大，而且稳定度高的锐线光源。其放电机理是一种特殊的低压辉光放电。简单的讲就是在两电极之间施加200500V的电压，使得阴极释放出的电子在电场作用下被加速向阳极运动，高速运动的电子与填充气体（Ne）原子发生激烈的碰撞，从而使填充气体发生电离，发出二次电离。填充气体阳离子在电场作用下加速轰击阴极表面而引起阴极溅射效应，溅射出阴极材料附着在阴极表面，进一步和阳离子和电子发生非弹性碰撞而被激发发光。新买元素灯的检查不得使用超过额定最大灯电流阴极材料溅射，寿命缩短不要长期搁置，定期点亮轻拿轻放/污染元素灯老化的判断依据 不

3、亮/光斑发散/无法寻峰 /灯内打火花通过乙炔通过乙炔空气火焰（乙炔空气火焰（乙炔笑气）火笑气）火焰提供足够的高温，达到样品原子化的焰提供足够的高温，达到样品原子化的目的目的通过控制在石墨管中通过电流的大小，通过控制在石墨管中通过电流的大小，产生足够的高温，达到样品原子化的目产生足够的高温，达到样品原子化的目的的部分元素在酸性介质中与硼氢化钾反应部分元素在酸性介质中与硼氢化钾反应生成相应的氢化物气体，在加热的石英生成相应的氢化物气体，在加热的石英管中（管中（1000度）达到原子化目的度）达到原子化目的雾化器作用是吸入试样溶液并雾化，使之形成为微米级的气溶胶。雾滴越细、越多，在火焰中生成的基态自由

4、原子就越多，检出限越低。雾化筒提供了样品与燃气与助燃气充分混合的空间由于雾化器常与试液接触，其内表面容易被溶液所含腐蚀性组分损坏。一般使用惰性的材料做成雾化器，中央毛细管多为铂铱合金，而用钽/铂/聚四氟乙烯制作喷嘴燃气试样预混合室燃烧器雾化器助燃气TAS 990-高效玻璃雾化器（先进雾化器之一） 提高雾化效率 增强稳定性雾化器的维护 防止使用强有机溶剂 防HF、防强碱，防止堵塞每次测量完成，吸喷去离子水2-3分钟。工作室内温度不可低于10度，否则喷口的降温作用可造成结冰堵塞，损坏雾化器。所有雾化器之间的撞击球不能互换，否则灵敏度会降低。撞击球一般不用调节，直接抵住喷口底部。如果灵敏度和动态稳定

5、性不好照以下方法调节：打开空气源，吸喷蒸馏水，来回转动撞击球，撞击球连接杆可在下方正负45度之间来回调节，使喷出的雾尽量与轴线对称呈椭圆状向前喷出。限流管堵塞：用注射器注水通开或更换新限流管。雾化器堵塞：常堵在喷口处，决不能用金属丝捅，否则可能损坏雾化器。雾化器的使用注意事项雾化器的使用注意事项点火之前的安全考虑（1）水封 雾化筒废液接管，液位自动监测（2）燃烧头位置燃烧头是否与雾化筒完全接触（3）空气压力检测 是否有足够的助燃气（4）火焰燃烧探头火焰意外熄灭时自动关闭乙炔开关优点：（1）原子化条件稳定，重现性好（2）分析速度快（3）火焰类型多，测定元素广泛 （4）干扰相对较少，操作方法易掌握

6、不足：（1）雾化效率较低 10%（2）自由原子在火焰中停留时间短 10-4 s，灵敏度不足（3）普通空气/乙炔火焰对难解离元素测定效率低 Ba/Al/Si中国：中国：普析通用普析通用原子化器包括炉体、石墨管和电源三大部分。原子化发生在一个圆筒状石墨管中，中央开一个小孔作为液体试样的注入口和保护气体的出气口。通过控制石墨炉电源电流输出的大小，达到干燥、灰化、原子化、净化4个步骤。纵向加热石墨炉 横向加热石墨炉 TAS990系列PE AA800 THGAJena Zeenit 700纵向石墨管横向石墨管图中可以看出横向加热方式在管长方向温度分布比较均匀，几乎没有温度梯度横向加热所需原子化温度更低相

7、比石墨管寿命更长普通无涂层石墨管 灵敏度差，对酸敏感，现在应用较少热解涂层石墨管（PGT Wall ） 峰形尖锐，灵敏度高，对酸敏感 平台热解涂层石墨管（PGT Platform） 峰形相对展开，同等温度下效率更高，改善温度在时间与空间的不均匀性，对酸相对不敏感，通过优化升温程序也消除了很多基体干扰涂层平台涂层平台无涂层管无涂层管热解涂层热解涂层优点：（1）自由原子在吸收区停留时间长 （2）原子化在氩气中进行，有利于氧化物分解（3）样品用量小 10-20uL，原子化效率高，90% （4）可测定元素多，检出限一般ng/mL级。 缺点： 管壁的时间不等温 管内的空间不等温 复杂基体背景干扰严重1

8、进样量进样量 10-20 l2 分析灵敏度分析灵敏度 高高 （ppb级）级）3 基态原子停留时间基态原子停留时间 12秒秒 原子利用率高原子利用率高4 对难熔元素测定优秀对难熔元素测定优秀5影响分析因素多影响分析因素多6 重现性稍差、分析速度慢重现性稍差、分析速度慢1 雾化器提升速雾化器提升速 3- 6mL/min 2 分析灵敏度分析灵敏度 低（低（ppm级级）3 基态原子在火焰中停留时间基态原子在火焰中停留时间 0.0001秒秒 原子利用率低原子利用率低4 难熔元素原子效率低难熔元素原子效率低5 化学干扰影响少化学干扰影响少6重现性好、操作简单、分析速度快重现性好、操作简单、分析速度快有些元

9、素（如As，Bi，Ge，Sn，Pb等）在酸性介质中与硼氢化钾、还原剂反应生成相应的氢化物气体，被载气（Ar）带入到加热的石英管中（1000度）进行原子化，从而进行吸收测量。 例如 AsO33- +BH4- + H+ AsH3 AsHg 冷原子吸收特点： 大通量C-T结构设计 多光谱带宽选择0.1/0.2/0.4/1.0/2.0nm主要作用： 挑选分析所用的特征谱线主要部件： 平面全息光栅 凹面全息光栅 中阶梯光栅外光路系统外光路系统单色器单色器燃烧器燃烧器主要作用：采集微弱信号并进行放大主要部件：PMT光电倍增管 CCD等固态检测器试样引入原子化装置时，除了试样中分析元素原子化产生的特征吸收外

10、，还存在明显的分子带状吸收。（1）分子吸收 （难熔盐分子和气体分子）（2）固体微粒对光的散射和折射D2灯连续光源背景校正原理优点: 缺点： 扣除背景准确度高 使用范围小 190350 nm 不影响测试灵敏度 不能扣除结构背景 必须严格拟合光斑 避免多扣或者少扣 A空=Aa+Ab A氘=Ab A= A空 A氘 = Aa+Ab Ab=Aa 自吸收扣背景(190900 nm） 是利用在大电流时空心阴极灯出现自吸收现象，发射的光谱线变宽，以此测量背景吸收.塞曼扣背景 塞曼效应将光源置于强大的磁场中时，光源发射的谱线在强磁场作用下，因原子中能级发生分裂而引起光谱线分裂的磁光效应.当 前 位 置:原子吸收

11、分光光度计系列 产品简介TAS-990系列原子吸收分光光度计系列NEW当 前 位 置:原子吸收分光光度计系列 产品简介即将推向市场即将推向市场A3A3原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计NEW1先进的石墨炉横向加热方式2多种气源选择（乙炔-空气，乙炔-笑气，液化气-空气）3三种燃烧头，软件自动识别4火焰，石墨炉自动进样器一体化设计5USB通讯样品状态与复杂度，选用合适前处理方法元素含量范围/要求检测限？元素适用的分析方法？是否存在严重基体或者背景干扰？选择什么校正方法？ 一次曲线？二次曲线？标准加入法？测定元素测定元素标准方法标准方法分析方法分析方法检出限检出限CaGB/T 5009.92-2

12、003FAAS0.1 PPm总AS及无机AsGB/T 5009.11-2003HG-AFS1ppbPbGB/T 5009.12-2003GF-AAS0.5ppbCuGB/T 5009.13-2003GF-AAS0.3ppbZnGB/T 5009.14-2003FAAS0.4ppm干法灰化处理称取5.00g试样置于瓷坩埚中，加5mL硝酸，放置30min，小火蒸干，继续加热炭化，移入到马弗炉当中，加热500度灰化4h，取出冷却后，用5mL 20%（V/V）硝酸溶解灰分处理，定容至100mL用1%的硝酸做空白Cu标准0.5 1.0 2.0 3.0ug/mL，1%硝酸定容Zn 标准0.1 0.2 0.

13、3 0.4ug/mL， 1%硝酸定容标准曲线法直接测定Cu/ZnCuZn 实例2：地表水中Ni的测定STEP1 不改变任何仪器默认参数（0.2nm，2mA，1300mL/min乙炔，0.25MPa空气）STEP 2 为了降低吸光度，保证较大的线性范围，可考虑的方法（1）旋转燃烧头，降低光程；（2）降低雾化器效率；（3）减少提升量；（4）选择次灵敏线进行分析 SETP 3 燃气流量的考察（贫燃焰/化学计量火焰/富燃火焰） Ni属于较易原子化元素，在贫穷燃中分析较为合适，即可优化乙炔流量 12001500mL/minSTEP 4 火焰燃烧头高度优化范围 4 8mmSTEP6 光谱带宽的优化原则：在

14、保证只有分析线通过出射狭缝到达检测器的前提下，尽可能选用较宽的光谱带宽，以获得较好的信噪比次灵敏线的优化称取干燥的植物样品 0.5g，加硝酸在高压微波消解罐中消解，消解后的样品要进行赶酸，稀释定容。配置Pb标准系列0，20，40，80 ng/mL加入Mg（NO）2做为及基体改进剂试样引入石墨炉时，试样基体在高温状态下形成了热稳定性好，难分解的气态分子或者分子小颗粒，常见的比如卤化物/氢氧化物/氰化物等，在较宽范围内形成分子吸收带。而且这种背景吸收随着试样种类，添加试剂，加热温度和升温时间，有不同的特点和分布。基体改进剂：加入到试样中，扩大基体与分析元素的差异，消除或者降低基体干扰，改善分析效果

15、的一种或者多种试剂。目前在环境样品、生物样品、农业样品有着广泛的应用金属盐 Cu、Pd、Ni盐铵盐、镁盐和无机酸 有机酸 抗坏血酸、草酸、酒石酸等、EDTA等使用注意： （1）纯度（2）不要引入后对分析元素有干扰 （3）高温下不得对石墨有腐蚀性 海水 + 200ng Cu海水 +NH4NO3 + 200ng Cu海水 +NH4NO3 +0.4%Pd（NO3）2+ 20ng Cu测茶叶中Pb 原子化阶段出现双峰 可能原因 ：灰化温度过低测水中Cd 原子化峰形矮胖可能原因：软件滤波吸收没有设置正确测自来水中的Cd 空白值过高，原子化阶段出现峰可能原因：空白污染，酸质量不好，石墨炉位置调试不合适，石

16、墨锥污染使用高纯度（99.9%）乙炔气体，乙炔钢瓶要定期检漏，气体钢瓶的压力是否在正常工作范围之内，乙炔 主压力表低于0.4 MPa时，及时换气；空压机的水分离器里是否有积水；废液桶废液要定期清空，防止废液管浸到液面以下；燃烧头或仪器本身是否干净；检查雾化器喷雾状态；检查石墨锥和炉体干净，无沉积物检查仪器各移动部件是否运动正常检查外光路的透镜防止回火主要原因是由于乙炔气流速度小于燃烧速度造成的。其直接原因有（1）突然停电或助燃气体压缩机出现故障使助燃 气体压力降低；（2）废液排出口水封不好或根本就没有水封；（3）燃烧器的狭缝增宽；（4）燃烧缝堵塞（5）助燃气体和燃气的比例失调；（6）防爆膜破损

17、；（7）用空气钢瓶时，瓶内所含氧气过量；（8）用乙炔-氧化亚氮火焰时，乙炔气流量过小1、雾化器喷头堵塞雾化器喷头堵塞故障检查及解决办法故障检查及解决办法A A、将雾化器从雾化筒上拆卸下来，摘下撞击球，接通空压机，吸喷去离子水，用手、将雾化器从雾化筒上拆卸下来，摘下撞击球，接通空压机，吸喷去离子水，用手指堵住雾化器出口进行反吹。可连续吹也可采用间断反吹的方式。指堵住雾化器出口进行反吹。可连续吹也可采用间断反吹的方式。B B、如果是由于长时间使用或样品浓度过高，而导致喷嘴处结盐堵塞，采用反、如果是由于长时间使用或样品浓度过高，而导致喷嘴处结盐堵塞，采用反吹的方法不奏效的前提下，可将喷头其它可拆卸件全部拆掉，用吹的方法不奏效的前提下，可将喷头其它可拆卸件全部拆掉，用5 5的的HNOHNO3 3水溶液进行浸泡一会，然后采用吸喷去离子水和反吹的方法处理即可。水溶液进行浸泡一会，然后采用吸喷去离子水和反吹的方法处理即可。C C、放蛋白酶洗液中浸泡、放蛋白酶洗液中浸泡2个小时，拿出后去离子水冲洗干净个小时，拿出后去离子水冲洗干净D D、喷嘴粘在发烟硫酸里、喷嘴粘在发烟硫酸里12秒后迅速取出后冲洗干净秒后迅速取出后冲洗干净E E、放超声波清洗器