原子吸收光谱概述摘要：原子吸收光谱法是一种新型的仪器分析方法，它应用比较广泛。

本文综述了原子吸收光谱法的历史、测定、特点、进展及其在各个领域中的应用。

关键词：原子吸收；光谱法；原子化；应用1.原子吸收光谱的发展历史原子吸收光谱法自1955年作为一种分析方法问世以来，先后经历了初始的序幕期、爆发性的成长期、相对的稳定期和智能化飞跃期这4个不同的发展时期，由此原子吸收光谱法得以迅速的发展与普及，如今已成为一种倍受人们青睐的定量分析方法。

1.1第一阶段原子吸收现象的发现与科学解释早在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，弗劳霍费（J.Fraunhofer）在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线的原因，于是就将这些暗线称为弗劳霍费线。

1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。

1.2第二阶段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)发表了他的著名论文'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。

50年代末和60年代初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。

到了60年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。

1.3第三阶段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第一篇论文。

电热原子吸收光谱法的绝对灵敏度可达到10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。

近年来,塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利地实现原子吸收测定。

基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在此基础上发展起来的稳定温度平台石墨炉技术(STPF)的应用,可以对许多复杂组成的试样有效地实现原子吸收测定。

1.4第四阶段原子吸收分析仪器的发展随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。

近年来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器，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仪器结构，提高了仪器的自动化程度，改善了测定准确度，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。

联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。

色谱-原子吸收联用，不仅在解决元素的化学形态分析方面，而且在测定有机化合物的复杂混合物方面，都有着重要的用途2.原子吸收光谱的分类刘洪涛等人[1] 在激光剥离2单激光二极管原子吸收光谱法(LA-DLAAS) 的基础上[2，3], 利用两个激光二极管(DL)作双光束光源测定了铀贫矿中235U/238U 同位素比。

双光束光源能消除信号波动对测量重现性影响, 改善LA-DLAAS 的精密度和准确度。

Nd : YAG 激光器用于剥离样品作原子化器, 两个DL 激光束以约4°交叉角穿过样品焰, 吸收信号由光电二极管检测。

检测限为18μg·g - 1 ; 精密度和准确度分别为5 %和2 %。

2.1火焰原子吸收( FAAS)Granado 等人[4]用大体积液体膜预富集, 用FAAS 测定了海水及天然水中的镉。

富集因子为17.9 , 检出限为01006μg·L - 1 ; RSD 为215 % , 回收率为101 %。

样品用缓冲液调为pH 7.8 , 取286 mL 置于大烧杯中。

16 mL 的富集液为0106mol·L - 1的硝酸, 置于较矮的小烧杯中。

将小烧杯同心地放在大烧杯中。

再将74 mL 含0184 g·L - 1络合剂2-APBH 的甲苯溶液倒入大烧杯, 液面没过小烧杯, 在样品溶液和预富集溶液的顶端形成一层液体膜。

将此装置放在磁搅拌器上搅拌, 30 ℃的恒温室平衡4.5 h。

富集原理是: 样品溶液中的Cd 离子, 通过与液体膜中的2-APBH 反应, 进入液体膜生成螯合物, 该中性螯合物在pH 梯度力的作用下, 又由液体膜转移到预富集溶液。

从大体积的样品溶液转送到小体积的富集溶液的过程, 就是富集过程。

Yebra 等人[5] 用微型分离柱富集, FI-AAS 检测, 分析海水中的Cd ; 微柱中填装Chelite P螯合树脂。

微型柱可在野外直接输入海水预富集Cd , 不需要调pH 值, 然后在实验室的FI-AAS 上洗脱、测量; Cd 的检出限为2.7 ng·L - 1 ; 富集因子大于1500 ; 无基体干扰。

Silva 等人[6]使用在线富集FI-FAAS 分析了水和生物样品中的痕量Cu(Ⅱ) 和Cd(Ⅱ) , 微型分离柱中填充物为被Nb2O5改进的硅胶(Nb2O5-SiO2 ) , 硝酸反向洗脱; 无基体干扰; 富集因子分别为34.2 和33.0 ; 检出限为0.4 和0.1μg·L- 1 ; 测量精度为1.8 %和1.6 %。

Long 等人[7]用聚四氟乙烯作微型分离柱的填充物, 二乙基二硫代磷酸盐(DDPA) 作螯合剂, ET-AAS 作检测器, 测量了生物及水样品中的痕量Cd , 富集因子为20.8 ; 检出限为5.5μg·L - 1 ; RSD 为1.0 % 。

Anthemidis等人[8] 用在线的流动注射( FI)-液液萃取(LLE)-FAAS 测量了水样中的超痕量Cd。

用APDC 作络合剂, 用异丁基甲基酮( IBMK) 在线萃取使络合物进入有机相, 所设计的重力相分离器可用于在线分离, 富集因子155 ; 检出限0.02 μg·L - 1 ; RSD 为3.2 %。

2.2 石墨炉原子吸收( GF-AAS)冯尚彩[9] 用HNO3-K2HPO4为基体改进剂提高镉的灰化温度, GF-AAS 法直接测定血清中痕量镉; 原子化温度为1700 ℃。

在0～5μg·L - 1范围呈良好的线性关系, 加标回收率为97.8 %～102.5 %。

Hernández 等人[10]用GF-AAS 测量了尿样中的微量镉, 尿样与4 %的硝酸1∶1 混匀后, 取10μL直接转移到横向加热的110 ℃的石墨炉内。

本方法的特点是利用镉的低热稳定性, 仅用进样溶液中的硝酸作改进剂, 没有热分解过程, 仅通过镉的低温、快速原子化过程使镉与基体组分分离, 整个程序仅42 s , 其中在300 ℃下干燥的总时间为30 s , 1 200 ℃下原子化的总时间仅4 s。

测量的检出限为0.06 mg·L - 1 , RSD 约5 % , 回收率约91 %～103 %。

2.3 氢化物发生原子吸收( HG-AAS)刘艺力[11]用流动注射HG-AAS 测定了食品中的痕量汞。

样品用微波消解(MD) , 0.5 %硼氰化钾作氢化物发生还原剂, 硫酸为载液。

检出限0.2 μg·L - 1 , RSD 为1.7 %～3.2 % , 加标回收率在96.6 %～100.2 %之间。

北京翰时制作所的流动注射氢化物发生器使测量具有自动定量地进液进样, 试剂用量少, 稳流等特点。

文献[12]报道氨基硼烷和三价的氰基三硼氢化物可以用来取代NaBH4作氢化物发生器的还原剂, 还可以消除Fe (Ⅲ) , Ni (Ⅱ) , Co (Ⅱ) 和Cu (Ⅱ)离子的干扰。

文献[13]报道NaBH4可以将Au 转变成气态物质后捕集在石墨炉内。

文献[14]报道Au 的汽态可能是通过多种反应形成的。

Feng 等人[15] 报道NaBH4能使Cd 从溶液中以原子或分子的形态汽化。

2.4 其它原子吸收金属器皿原子化法,针对挥发元素,操作方便,易于掌握,但抗干扰能力差,测定误差较大,耗气量较大; 粉末燃烧法,测定Hg、Bi 等元素时,此法灵敏度高于普通火焰法; 溅射原子化法,适用于易生成难溶化合物的元素和放射性元素;电极放电原子化法,适用于难熔氧化物的金属Al 、Ti 、Mo 、W的测定;等离子体原子化法,适用于难熔金属Al 、Y、Ti 、V、Nb、Re ;激光原子化法,适用于任何形式的固体材料,比如测定石墨中的Ca 、Ag、Cu、Li ;闪光原子化法,是一种用高温炉和高频感应加热炉的方法。

3.原子吸收光谱法的特点及其测试方法3.1原子吸收光谱法的特点原子吸收光谱法,选择性强,因其原子吸收的谱线仅发生在主线系,且谱线很窄,所以光谱干扰小、选择性强、测定快速简便、灵敏度高,在常规分析中大多元素能达到10 - 6 级,若采用萃取法、离子交换法或其它富集方法还可进行10 - 9级的测定。

分析范围广,目前可测定元素多达73 种,既可测定低含量或主量元素,又可测定微量、痕量、甚至超痕量元素;既可测定金属类金属元素,又可间接测定某些非金属元素和有机物;既可测定液态样品,又可测定气态或某些固态样品。

抗干扰能力强,原子吸收光谱法谱线的强度受温度影响较小,且无需测定相对背景的信号强度,不必激发,故化学干扰也少很多。

精密度高,常规低含量测定时, 精密度为1 %～3 % ,若采用自动进样技术或高精度测量方法,其相对偏差小于1 %。

当然原子吸收光谱法也有其局限性,它不能对多元素同时分析,对难溶元素的测定灵敏度也不十分令人满意,对共振谱线处于真空紫外区的元素,如P、S 等还无法测定。

另外,标准工作曲线的线性范围窄,给实际工作带来不便,对于某些复杂样品的分析,还需要进一步消除干扰。

3. 2 样品预处理样品预处理的恰当与否直接决定了测量的灵敏度,它主要包括样品的溶解,分离及富集两步。

对于液体样品的溶解,无机样可直接用水稀释至合适的浓度范围,有机样可用甲基异丁酮或石油醚稀释降低其粘度;对于固体样品通常采用酸溶法,极少的情况也用碱溶法,但其溶速较慢,且常会引入无机离子污染。

样品的分离与富集主要分为萃取法、螯合萃取、离子缔合物萃取和离子交换法[16-18]。

另外,值得一提的是,目前在环境、生物、食品研究中广泛应用的预处理方法有:干法灰化、常压湿法消化[19]、微波消解[20]和脉冲悬浮法[21-23] ,其中微波消解技术方便快捷、节约试剂、污染少、样品溶解完全,故最为常用。