原子吸收光譜儀（Atomic Absorption Spectrometer, AAS）簡介

1. 原子吸收光譜儀的基本功能

原子吸收光譜儀（AAS）是一種用于檢測和分析樣品中金屬元素含量的儀器，廣泛應用于環境監測、食品安全、制藥、生物醫學、地質冶金、材料科學等領域。它通過測量特定金屬元素的吸光度來確定其濃度，適用于痕量和超痕量元素分析。

2. 原理概述

原子吸收光譜儀的基本原理是基態原子吸收特定波長的光，從而導致光的強度降低。根據比爾-朗伯定律，吸光度與金屬元素的濃度成正比，通過測量光的吸收程度，可以計算出樣品中金屬元素的含量。

工作步驟：

1. 樣品準備：液體樣品可直接霧化，固體樣品需經酸消解處理成溶液。

2. 霧化進入光源：樣品溶液通過霧化器形成氣溶膠，進入火焰或石墨爐。

3. 原子化：樣品中的金屬化合物在高溫下分解成基態原子。

4. 光源照射：空心陰極燈（HCL）或其他特定元素光源發出單色光束。

5. 吸收檢測：基態原子吸收特定波長的光，儀器測量透射光強度并計算元素濃度。

3. 主要檢測模式

（1）火焰原子吸收光譜（FAAS）

• 使用火焰（如空氣-乙炔或氧化亞氮-乙炔）作為原子化系統。

• 適用于高濃度樣品（ppm 級），如水質、食品、石化產品。

• 分析速度快，每個樣品的檢測時間通常在幾秒到幾十秒。

（2）石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）

• 使用石墨爐代替火焰，將樣品逐步加熱至 3,000°C 進行原子化。

• 適用于超痕量檢測（ppb 級），如生物醫學、制藥、環境監測。

• 靈敏度比 FAAS 高 100-1,000 倍，但分析時間較長。

（3）氫化物發生原子吸收（HG-AAS）

• 適用于檢測**砷（As）、汞（Hg）、硒（Se）**等元素。

• 樣品中加入還原劑，生成揮發性氫化物，提高檢測靈敏度。

（4）冷蒸氣原子吸收（CVAAS）

• 主要用于汞（Hg）分析，通過化學反應生成汞蒸氣，提高檢測效率。

4. 主要應用領域

（1）環境監測

• 水質檢測：分析飲用水、廢水、地表水中的重金屬，如鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）。

• 空氣污染檢測：測定空氣顆粒物中的金屬污染物，如鉻（Cr）、鎳（Ni）。

• 土壤分析：測量土壤中的重金屬含量，評估污染程度。

（2）食品安全

• 食品金屬殘留：檢測食品中砷、鉛、鎘、銅、鐵、鋅等金屬元素，確保符合國家標準。

• 乳制品與飲料：分析牛奶、茶葉、酒類中的微量元素含量。

• 食品添加劑檢測：測定食品級化學品中的金屬雜質含量。

（3）制藥行業

• 藥品金屬含量分析：控制藥品中重金屬，符合藥典（USP、EP、ChP）**要求。

• 中藥材檢測：測量中藥材中的金屬元素，如汞、砷、鉛等。

• 注射液檢測：確保靜脈注射藥物的金屬純度。

（4）地質冶金

• 礦石分析：測定礦石和金屬礦物中的元素組成，如鋅（Zn）、銅（Cu）、鐵（Fe）。

• 冶金產品質量控制：檢測合金材料中的金屬含量。

（5）生物醫學

• 人體微量元素檢測：分析血液、尿液中的金屬元素，如鈣（Ca）、鎂（Mg）、鋅（Zn）。

• 毒理學研究：檢測人體組織樣品中的重金屬含量。

5. 原子吸收光譜儀的優勢

• 高選擇性：專門檢測單一元素，干擾較少，檢測精度高。

• 廣泛適用性：可用于液體、固體、氣體樣品的元素分析。

• 靈敏度高：石墨爐模式可檢測ppb（十億分之一）級別的元素濃度。

• 自動化程度高：部分型號支持自動進樣、數據存儲、遠程控制等功能，提高實驗效率。

6. 操作流程

（1）樣品制備

• 液體樣品可直接霧化進入儀器；固體樣品需酸消解或微波消解處理。

（2）儀器校準

• 選擇適當的空心陰極燈（HCL），設定元素波長。

• 配制標準溶液，建立標準曲線。

（3）測量

• 選擇火焰或石墨爐模式，調整儀器參數。

• 進樣并運行儀器，記錄吸光度。

（4）數據分析

• 計算金屬元素濃度，生成實驗報告。

7. 維護與保養

• 每日維護：清潔燃燒器、檢查氣體供應、校準光源燈。

• 每周檢查：測試背景校正系統、清潔霧化器和樣品進樣系統。

• 年度維護：更換老化部件，如光源燈、電極、管道，確保儀器長期穩定運行。

8. 總結

原子吸收光譜儀（AAS）是一種高精度金屬元素分析儀器，可用于環境、食品、醫藥、冶金、生物醫學等領域的元素檢測。它采用火焰原子化、石墨爐原子化、氫化物發生等技術，可對樣品中的重金屬和微量元素進行定量分析。由于其高靈敏度、操作便捷、結果穩定，被廣泛應用于各類實驗室分析任務。