什么是原子吸收光谱法？

原子吸收光谱法是一种用于快速痕量金属分析的仪器分析技术，它基于基态原子在火焰或电热石墨炉中对元素特定波长的光吸收。

它在分析土壤、湖泊、河流、海洋和饮用水、药品、食品和饮料、地质和矿物学样品、石油产品、生物流体和标本中的微量金属以及法医分析中有着广泛的应用。当我们使用石墨炉原子化时，通常会得到ppm水平和ppb水平更高灵敏度的结果。

为什么不从短片开始呢？

一个带插图的视频将描述含有微量金属的样品吸入火焰时发生的变化。这种物理变化伴随着基态原子对光吸收的变化，视频中说明了用于定量估计的吸收信号测量。

原子吸收光谱法的应用

原子吸收光谱法提供了具有成本效益的可行解决方案这个分析地质样品、环境样品、生物样品、农产品和土壤、药品、食品和饮用水等所有天然和人造材料中的微量金属。

与传统的重量分析方法相比，该技术具有速度快、灵敏度高、精密度高等优点。石墨炉、流动注射分析等附件的介绍及改进这个基质干扰的抑制进一步有助于提高复杂基质中分析物的灵敏度和选择性。

原子吸收光谱应用在环境、饮用水、采矿和矿物学、海洋学研究、土壤、药品、食品、玩具等领域，法医调查具有重要意义。

这个清单是无穷无尽的，微量金属的存在或不存在是评价材料特性或有关人类健康和安全问题时不可忽视的一个因素。

用于分析痕量金属的化学技术已经从简单的重量法发展到非常复杂、省时的仪器技术。原子吸收光谱技术是一种比较流行的光谱技术，投资适中，运行成本适中。

这些特点加上结果的高度准确度和精密度，使得原子吸收光谱仪在世界各地的大学实验室、工业实验室和监管机构实验室中广泛存在。

原子吸收光谱原理

原子吸收光谱(AAS)是基于基态自由原子可以吸收一定波长的光的原理。这些非常特殊的波长给了这项技术极好的特异性和检测限制原子吸收光谱分析．每个元素的吸收都是特定的，没有其他元素吸收这个波长。AAS的典型应用包括-

• 溶液中金属的定量浓度
• 涂料中铅的分析
• 工业废水中痕量金属的监测
• 产品/原材料中的微量元素以及ICP-MS
• 钢和其他金属合金中添加剂和纯度的分析
• 低浓度污染物的分析

几种分析技术已用于检测和定量估计不同类型基质中的痕量金属。基于重量分析和滴定法的经典技术提供了良好的准确性，但耗时。

对高速分析的需求不断增加，导致引入了仪器方法，如离子选择电极、紫外-可见光谱技术、原子吸收光谱法、ICP-OES和ICP-MS。技术的选择取决于所需的检测水平、可用样品量和最重要的可用预算。这篇文章在一定程度上涵盖了元素分析技术适合我的话题。

原子吸收光谱法是一种价格适中的仪器分析技术，其结果具有高度的准确性和精密度。由于其高分析吞吐量，它在大学实验室、污染控制实验室和工业质量控制实验室中占有一席之地。

本文重点介绍了一些领域，在这些领域中，使用原子吸收光谱仪的意识将被证明是促进职业发展的一项资产。

如果您正在从事本文中讨论的任何活动或领域，或者希望进入这些领域，您将通过提升您在该技术方面的知识和技术技能而获益。

原子吸收光谱应用

采矿和地质-矿物和岩石的元素组成为在勘探区域开展采矿活动的商业可行性提供了有价值的信息。开采后,矿石和矿物需要进行成分测试，以确保精炼操作的效率。同样，微量金属分析在寻找油和水矿床方面也有很大的价值。

宝石也根据不同的颜色进行分级在场某些微量金属。考古文物的元素组成有助于追溯其来源。

环境监测–对工业废水、海洋、河流和湖泊的微量金属污染进行环境监测对于建立安全用于饮用和商业用途的水。确定此类样品是否在监管机构设定的安全限值范围内非常重要。环境监测在这方面也发挥着重要作用评价和可行性场地用于建立商业项目。

材料开发–材料的共同特性，如硬度、脆性、晶粒度、，结晶度而非晶态性质受成分和微量金属的显著影响。微量金属分析可以提供有关环境的有用信息表演这类材料的特性。

药品,微量金属分析在配方开发、催化剂效率和剂量限制方面起着重要作用。大多数元素都有有益的作用不超过某些规定的限度，但超过这些限度的影响是有害的。

食品和饮料–在合成加工食品中，由于接触加工设备和催化转化，会发生金属吸附。消费者对食品安全的意识与日俱增，因此制造商必须确保微量金属不超过允许的限度，这需要通过原子吸收光谱和其他精密仪器进行严格的质量控制。

石油和石油–食用油和矿物油都需要在食用前进行精炼。这种精炼操作包括蒸馏和催化精炼。在此类操作过程中吸收金属可能导致性能恶化或对消费者造成危害。发动机机油的微量金属分析可提供有关发动机零件磨损的有用诊断信息。

农业-土壤中除酸性或碱性外的微量金属成分对确定土壤的生产力和营养价值至关重要。植物(叶、茎、根)的微量金属组成可以很好地说明矿物质的吸收在不同的生长条件下是如何分布的

法医学-微量金属分析提供了有价值的样本信息，如食物中毒的胃内容物、油漆碎片、，纤维以及从犯罪现场

原子吸收光谱法的类型

如今，原子吸收光谱（AAS）系统是相对便宜的仪器。有些人还预测多（少）元素的能力。原子吸收光谱法有多种类型——火焰原子吸收光谱法（F AAS）、冷蒸汽原子吸收光谱法（CV AAS）、氢化物发生原子吸收光谱法（HG AAS）和石墨炉原子吸收光谱法（GF-AAS）。

原子吸收光谱仪

雾化器

样品必须先雾化才能进行研究。原子化是原子吸收法的一个重要步骤，它有助于测定读数的灵敏度。一个有效的雾化器能产生大量均匀的自由原子。虽然有许多类型的雾化器存在，只有两种常用:火焰和电热雾化器。

辐射源

有一个辐射源照射雾化样品。样品吸收一部分辐射，其余的通过分光计到达探测器。辐射源分为两类：线源和连续辐射源。线源激发分析物，从而发射其自身的线谱。连续辐射源的辐射范围更广。

谱仪

光谱仪是用来区分不同波长的光，然后再进入探测器。原子吸收分光计既可以是单光束也可以是双光束。

单束光谱仪需要辐射直接通过雾化样品。然而，双光束光谱仪需要两束光——一束直接穿过样品，另一束根本不穿过样品。

学习原子吸收光谱学

理解原子吸收光谱法的基本原理和操作是每一位痕量金属分析员的职业目标。今天的痕量金属分析员不可能不知道这一点完善的技巧

对材料测试的认识和需求甚至在古代就已经存在，并在不断增长保持它与人类文明的发展同步。今天，你无法想象任何人造产品，无论是机床、玻璃装饰件、食品、药品、塑料制品，还是在制造的某个阶段没有使用分析技术进行质量控制的任何其他产品。

即使是我们的自然资源，如水、空气、粮食、水果和蔬菜，在经过实验室测试后也被认证可供人类食用。

微量金属的分析对金属年龄的开始具有重要意义。即使在那个时代，人们也普遍知道，合金的成分对用于发展战争、狩猎、工具、食品储存和饮用水的武器的金属性能有影响。

基于古代体系的草药的功效，如阿育吠陀、乌那尼和悉达，取决于微量金属或其氧化物的含量。过多的此类部件可能会给消费者带来灾难性的后果。

对任何分析科学家来说，原子吸收光谱、其潜在应用和操作方面的知识都是宝贵的财富。这个原子吸收光谱学证书课程设计时考虑到工作化学家的要求。

AAS计划实验室培训旨在提供对基础、操作和维护暴露的洞察，以确保无故障的系统的运行。

学习者从理解中获得额外的好处这个工作场所通过与我们的技术专家的互动来保护环境。本课程还强调基本的实验室程序，这些程序在教学中经常被忽视大学课程。

本课程适用于希望从事工业品质控制及研究实验室工作的应届毕业生，亦适用于希望从事工业品质控制及研究实验室工作的应届毕业生工作专业人士得到有机会提高他们的技能和对技术进步的认识。

该课程本质上是互动式的，不同模块之间有问答环节。工程完成后计划,我们将颁发参与证书，并向有意参加的学员提供安置协助和指导。

AAS术语汇编

如果您还不熟悉该技术，词汇表将帮助您理解术语。

原子吸收光谱法	基态原子对元素比光吸收的研究，用于估算样品溶液中元素的浓度。
喷雾	通过火焰或石墨炉加热使样品还原为基态原子的过程。
原子	元素或化合物中最小的粒子。它由一个中心核组成，核内含有中性粒子，称为中子和带正电的质子。电子在不同能级的壳层中围绕中心核旋转。电子的数目等于中性原子中质子的数目。
原子发射光谱法	通过火焰或等离子体激发元素时发射特征波长的光对元素进行定性识别和定量
原子荧光光谱法	对激发态元素衰变时发出的光进行测量。测量与光束路径成一定角度，以便探测器只能看到火焰中的荧光，而不能看到灯具附带的光。
吸光度	基态原子吸收的入射光的数量或分数。根据比尔-朗伯光吸收定律，它与光束路径中基态原子的数量成正比，也与火焰的光程长度成正比
吸光度单位	透射飞行强度与入射光强度之比。它是一个少单位的量，但通常用吸光度单位(EU)表示。
渴望	液体样品流成细液滴进入火焰的减少损失
乙炔	常用气体作为支持火焰燃烧的燃料。温度范围为2150-23000℃
氩	气体通常用作空心阴极灯的填充气体和石墨炉分析中的样品载体
空气	用作氧化剂，与乙炔一起用作燃料气，以支撑火焰
空气压缩机	向原子吸收光谱仪输送空气的装置。首选无油空气压缩机，因为这样可以避免机油污染
燃烧器	AAS系统的一个部件，由固体金属体制成，在平顶面上有狭缝，以提供样品雾化所需的火焰
火焰角	它是机械直纹光栅的切割角度，在此角度入射角等于反射角，因此光强最大，而由于衍射造成的损耗最小。为了提高效率，使用双闪耀额定值，在光谱仪的波长范围内提供更大的光吞吐量
出身背景	到达探测器并影响信号吸收的透射光以外的任何外来光
背景校正	用于减少背景对信号影响的方法
浓度	单位体积溶液中存在的元素量。通常表示为ppm（mg/lit）或ppb（μg/lit）
特征浓度	产生1%吸光度或0.004吸光度信号所需的元素浓度，单位为mg/lit。对特征浓度的了解有助于预测产生最佳分析吸光度水平所需的浓度范围
准直	根据尺寸要求对光束进行冷凝
阴极	灯内的电极，由纯金属制成，样品溶液中需要对其进行分析
斩波器	半透明半不透明圆盘，在光束路径中旋转以分割光束，从而交替允许其通过样品或其周围，从而提供有效的双光束性能
冷蒸汽汞分析仪	由于汞是在室温下以液体形式存在的唯一元素，因此，不使用加热样品池的汞分析仪
氘源	在火焰分析中提供背景校正的宽带光源
探测器	记录透射光强度的系统部件。光电倍增管是原子吸收光谱中常用的检测器
双光束系统	交替允许光束通过样品并将其作为参考光束环绕的光学装置。
去溶剂化	通过火焰内部的热量重新加热样品液滴
排气通风系统	用于清除火焰中产生的高温腐蚀性燃烧气体和蒸汽的组件
电极/放电灯	用于分析挥发性元素的灯。它是一种高能光源，比相应的空心阴极灯寿命更长。
激发	通过电磁辐射将基态原子激发到高能态
后盖	喷雾室的可拆卸盖，用于将样品引入喷雾室，并固定雾化器
扰流器	喷雾室内用于去除大液滴样品的装置
火焰	使用火焰的雾化系统。通常为空气-乙炔气体混合物或一氧化二氮-乙炔，用于高温燃烧
闪回	由于火焰中氧化剂甚至纯氧的比例较大，燃烧器内的火焰向喷雾室反向移动。通常会导致巨大的爆炸并损坏喷雾室
熔炉	一根石墨管，长约1厘米，顶部有一个孔，用于通过电加热使样品雾化
国际汽联	流动注射分析系统用于氢化物生成的自动分析
石墨炉	和炉子一样
栅栏	单色仪中使用的一种光分散装置
空心阴极灯	一种用于AAS分析的光源，其特定于待分析样品中的金属。对于某些元素，也使用多元素空心阴极
氢化物生成技术	用于分析挥发性氢化物形成元素，如铋、锗、铅、锑、硒、锡、碲。
影响珠	喷雾室内用于从样品流中去除大尺寸液滴的装置
干扰	由于光谱或非光谱干扰导致结果变化的影响
L'vov平台	由固体热解涂层石墨制成的小平台，位于石墨管的底部。将样品放入平台的凹陷处。允许均匀加热并延迟雾化，直到炉内出现稳定的温度条件
单色仪	使用棱镜或光栅、反射镜以及用于隔离所需波长和光束准直的入口和出口狭缝组合来分散入射光的装置
镜子的	单色仪的反光组件，表面镀铝或镀金，以减少腐蚀损坏并提供高反射率
MHS	用氢化物形成分析挥发性元素的汞氢化物体系
矩阵干涉	由于样品和标准溶液之间的粘度、表面张力等参数差异而产生的干扰
微波反应系统	使用声波在封闭管道中自动消化样品。它具有消化速度快、成本高、不含有毒气体等优点
基体改进剂	用于减少化学干扰的物质
雾化器	在喷雾室中产生样品气溶胶的装置
孔板	小口径管口
多色	一种使用检测器阵列同时检测样品中元素的光色散装置
光电倍增管检测器	原子吸收光谱中使用的一种探测装置，它放大光子在光敏表面上撞击所产生的电流
棱镜	光分散元件
石英	一种用于制造空心阴极灯和石墨管端窗的紫外线透明材料
狭缝宽度	单色仪进入和出口缝隙的宽度，以毫米表示
STPF	稳定温度平台炉是仪器和分析因素的组合，可提供高精度的结果
横向加热	垂直于石墨炉轴线加热石墨炉，使石墨管沿其长度均匀加热
紫外线范围	波长范围180-350纳米。大多数元素在这个区域都有特定的吸收带
塞曼背景校正	石墨炉分析中使用的高级背景校正，包括垂直于石墨炉的磁场的应用。对复杂矩阵的背景校正有效。

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