现代原子吸收光谱仪器重要部件进展

现代原子吸收光谱仪器重要部件进展内容摘要：

（干扰线 ）；纯铜中铅分析线 （干扰线 ）等 ,用氘灯扣背景都要扣过头。 2) 然而我们也发现当基体的原子吸收线和被测元素的分析线基本重叠 :△  时，一些基体谱线就会过多地吸收从分析线光源来的辐射和少吸收从氘灯连续光源来的辐射，这样即使扣了背景但分析结果仍大大偏高。 譬如，锰基中镍分析线 （干扰线）；稀土（含铕）中铜分析线 （干扰线 ）；钒酸铵中铝分析线（干扰线 ）；铜基、镍基和铁基中锌分析线 ，（干扰线 、 ）等，都属于基体谱线和分析线波长太靠近，以至波长特征性不明显所造成的完全光谱重叠干扰而使分析结果偏高、用氘灯扣背景无效的实例。 作者曾作过这样实验，有一有证铜标样，无论称 、 或 质量测锌，其锌结果始终为 %～ % %，而去除铜基体后正确结果为 %。 以上 1) 问题解决办法之一就是以不含该分析元素的单基体 或复合基体产生的背景吸光度作零浓度处置，而不用氘灯扣背景，（或该浓度是经过标定的已知值亦可）。 办法之二换其它没有干扰的分析线。 办法之三只能用塞曼效应扣背景。 另外需要使用塞曼效应的还有：当光谱带宽中的背景信号具有精细结构或者说随波长扫描其吸收系数有显著变化的背景（主要由分子内部电子跃迁引起）；从而导致了氘灯所测背景和空心阴极灯锐线辐射所测背景不相等的情况发生。 采用塞曼效应装置作背景校正 上面所述光谱线重叠和结构背景，用氘灯扣除不正确。 另外在石墨炉原子吸收中，被测对象处于极低的浓度，背景很高 , 稳定性较差的氘灯其扣除背景的精确度不理想。 因此利用谱线磁致分裂 (塞曼效应 )扣背景技术发展了起来，可比较彻底解决氘灯扣不了的光谱线重叠和结构背景两大问题。 国外商品性仪器现在将磁场基本上加在原子化器部分（吸收线调制型）；而不加在光源部分（光源调制型）。 并有恒磁场、交变磁场之分。 加上石墨炉有纵向加热横向塞曼、横向加热纵向塞曼；共有八种组合方式，常用的有四种。 它可作全波长背景校正。 恒磁场随着仪器使用年数增加，磁场会自然减弱。 交变磁场则不会，它只在测量时以电流调制产生：磁场为零时，不产生塞曼分裂，测得是原子吸收和背 景吸收总和。 磁场强度最大时，塞曼分裂最大，谱线分裂成π成份和两个δ成份；π成份的分析线波长不变，δ 、δ + 成份发生波长位移，对称分布于中心波长两侧（π成份和δ成份并且有相互垂直的偏振方向）作为背景吸收分量。 前后两者之差即得原子吸收量的准确值。 两磁场塞曼效应不足之处是，会使灵敏度稍有下降、线性浓度范围变窄、以及工作曲线较早弯曲。 并且成本亦较高。 另外它也存在罕见的误校正。 有人研究发现铁基会在 景的效果。 [37] 本文也发现纯铅中分析砷，在波长 时会引起塞曼过度扣背景现象 ( 在波长 时则正常 )。 现可以证明 [ 37]在 8 千高斯磁场中，正常的塞曼分裂可使谱线 δ成份移到离固定分析线波长π成份大约 ；如此时有一条离分析线不超过177。 中，当分析元素和基体元素挥发性差别接近时，塞曼扣背景过补偿效应也会反映出来。 类似这种干扰情况发生时现只能换其他分析线解决。 但有人已成功地确定了石墨炉两个原子化阶段，消除了 线对 线的光谱重叠干扰，纠正了 塞曼 过补偿扣背景现象 之一。 [ 38 ] 三磁场塞曼背景校正技术 [ 39 ] 前述是两磁 场 塞曼，它有时会出现反常塞曼效应，即出现多条 π组分并产生多条δ + 和 δ 组分，以 d区元素为多见；分析浓度高时还会出现塞曼反转现象，吸收信号出现了双峰。 为了克服上述缺陷出现了三磁场塞曼背景校正技术的商品仪器。 优点是磁致分裂的磁场强度允许最佳可调，各元素可达最高灵敏度。 或磁场强度改变时能够消除原固定不可调磁场存在的谱线干扰。 线性范围比两磁场模式扩展一个数量级，减少稀释的麻烦。 采用 3磁场模式测定时。 还可同时得到 2磁场模式的数据和校准曲线；保持两种模式的各自优点和长处。 空心阴极灯自吸收背景校正技术 [ 4041 ] 它利用两个时差通过不同的灯电流，即弱脉冲时为 3～ 5mA平均电流，测得为原子吸收加背景值；强脉冲时为 200～ 600mA 平均电流，则空心阴极灯发生自吸收（或自蚀）现象，此时原子吸收趋于零可测得背景信号。 两者相减即可扣除背景。 和氘灯校正背景相比，此法具有如下优点：仅一个空心阴极灯做光源，样品光束与参比光束的光轴完全重合，光斑几何形状相同，能观察同一分析体积内的测定过程，并且是在同一波长，可准确地测量背景。 所以校正 背景的效果较好。 如能够校正光谱线重叠干扰，如测定高浓度镍中锑（ ）时，镍 有干扰吸收，自吸收法扣背景时，来自镍的吸收线重叠的光谱干扰完全清除，而氘灯却不能校正这种干扰。 自吸收法还可准确校正结构背景。 与塞曼法比较其优点时：不用磁场和偏光系统，提高了光通量，仪器设计制造几乎未增加太多成本。 此法主要缺点是，灵敏度大为降低，文献 [ 42]评价为平均下降近 5070%。 并使重金属元素灯的平均寿命下降。 另外对难产生自吸收元素，用此法扣背景就 完全 行不通。 以上四种扣背景方式各有长处。 所以有 的仪器公司采用组合方式。 如有的公司采用氘灯和塞曼效应加以组合的背景校正系统，这种稳定性较好、噪声很小的四线氘灯既用于火焰法，还用于石墨炉原子吸收全过程（除光谱叠加干扰和结构背景尔外 ,因它仅占总量的 10%～ 15%），另外 ,该类仪器还可以在石墨炉的干燥、灰化和清除阶段采用氘灯；原子化阶段则用塞曼。 这样电脑能测出干燥、灰化、原子化、清除阶段的背景及信号的读数，既有高灵敏度又能对结构化背景和光谱叠加干扰进行校正，达到了两者优势互补目的。 又如有的公司则将氘灯和自吸收扣背景方式加以组合互补等。 为分析工作者寻求理想的分析 方法提供了开拓工具和无比的灵活性。 有公司承诺背景校正能力可高达 3A（含信号）；对 2A的背景扣除误差小于 2%， 1A的误差小于 1% 4. 电脑带来仪器自动控制的革命 仪器自动化程度 现代原子吸收光谱基本都是独立电脑控制。 譬如以往做一个元素换一个空心阴极灯并要准直光路是很麻烦的事，现在有了编码灯，计算机能识别灯元素和最大电流编码，进行智能预热开启，自动旋转至光路，自动调节波长，自动调节准直灯的发射在最佳光路，自动调节狭缝宽度、灯电流和负高压等。 有的仪器空心阴极灯仓能置放 30 个编码灯 [ 43]，根本用不着反 复拆卸安装空心阴极灯，节省了人力和时间。 另外装上国产非编码灯也兼容，只要在电脑上打上该灯的元素符号就行。 采用两进制数字代码控制整体电磁阀开启和关闭，并能自动完成空气 /乙炔自动点火、笑气 /乙炔的自动切换；结构可靠，故障率极低，计算机对所有助燃气、燃气流量实施全自动的监控，一经人工设定或自动优选，便能始终如一保持两者最佳恒定比值和良好的重复性，从而确保火焰法的高灵敏度与高精确度的再现性。 计算机可自动调节燃烧器高度有的甚至能准直前后位置，将不同性质的元素火焰中最佳的原子蒸汽部位置入光路，毋须手动调节。 因而对于任 何元素的测量都能得到最佳的灵敏度和检出限。 防 ”回火 ”薄膜和水封传感器确保人体和设备的安全。 哪怕软件死机或通讯故障时，也能安全熄火。 仪器公司提供十几到二十段左右线性或非线性斜坡升温设置，斜坡最小增量 1℃～ 10℃。 2020℃/秒快速高功率升温（以减少原子化阶段的化学干扰），有的最高速率升温可达 3000℃ /秒。 [ 44 ] 精确的光学温度或近真实的温度控制，确保每次升温保持一致。 循环冷却水的温度补偿减少初始温度的差异；由于温度高、功率大，有制冷比没制冷循环冷却水为优。 可供选择的两种气体的恒压供气，氧化性气体可在 分析有机样品“灰化”时用，以改善基体气态和氧化氛围。 有的内外气流分别进行控制，在原子化时管外惰性气体并不停气，石墨管始终置于惰性气氛中，延长了管子的使用寿命。 在 Ash/Atom窗口或设置固定原子化温度改变灰化温度，或设置固定灰化温度改变原子化温度。 仪器会自动按照输入要求进行方法实验。