第十章原子吸收分光光度法与检测技术

1、1,案例：毒胶囊事件,2012年4月15日，央视每周质量报告节目胶囊里的秘密曝光一些企业用皮革废料生产工业明胶，导致明胶和明胶空心胶囊中重金属铬超标；因为六价铬容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，且在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变，所以中国药典2010版规定以原子吸收分光光度法测定明胶和明胶空心胶囊中铬含量不得过百万分之二(2ppm)。,2,原子吸收光度法：是将待测元素在高温下进行原子化成原子蒸气，由一束锐线辐射穿过一定厚度的原子蒸气，光的一部分被原子蒸气中的基态原子吸收；一部分光经单色器分光，测量减弱后的光强度；然后，利用吸光度与火焰中原子浓度成正比的关系求得待测元

2、素的浓度的方法。,第一节 原子吸收分光光度法的概述,3,第一节 原子吸收分光光度法的概述,原子吸收谱线窄,谱线重叠几率小，共存元素不产生干扰。,火焰法相对灵敏度为g/ ml - ng / ml，非火焰法绝对灵敏度在10-10 10-14。,可作、痕量分析；可测定液态、固态、气态样品，可测定的元素超过70种。,选择性好,灵敏度高,准确度高,应用范围广,原子吸收分光光度法的特点,简便、快速,自动化，操作简便，可快速进行多个样品的检测，重现性好。,火焰法相对误差1%，石墨炉法相对误差约为3%5%。,4,点滴积累,第一节概 述,第二节 原子吸收分光光度法的原理,5,点滴积累,第一节概 述,第二节 原子

3、吸收分光光度法的原理,1.共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线。 2.共振发射线：原子外层电子从第一激发态跃迁至基态所产生的辐射的谱线。 3.共 振 线：共振发射线和共振吸收线都称为共振线。 4.分 析 线：共振线又称为特征谱线，常被选作元素分析的析线（分析波长）。,6,第二节 原子吸收分光光度法的原理,知识链接 分析线又称为吸收波长，通常选用共振吸收线为分析线，测量高含量元素时，可选用灵敏度较低的非共振线为分析线。如测Zn时常选用最灵敏的213.9nm波长，但当Zn的含量高时，为保证工作曲线的线性范围，可改用次灵敏线307.5nm波长进行测量。As,Se等共振吸收线

4、位于200nm以下的远紫外区，火焰组分对其明显吸收，故用火焰原子吸收法测定这些元素时，不宜选用共振吸收线为分析线，或者改用无火焰原子化法进行测定。,7,第二节 原子吸收分光光度法的原理,8,第二节 原子吸收分光光度法的原理,9,类型：按光路可分为单光束和双光束。,第三节 原子吸收分光光度计,10,第三节 原子吸收分光光度计,组成：光源、原子化系统、分光系统和检测系统。,11,第三节 原子吸收分光光度计,光源： 1. 作用：发射被测元素的特征光谱。 2. 种类：空心阴极灯、高频无极放电灯、蒸气放电灯。 3.空心阴极灯结构： 阳极：钨或镍棒 阴极：待测元素金属 内充低压惰性气体,12,第三节 原子

5、吸收分光光度计,空心阴极灯使用注意事项： （1）不得超过最大电流。 （2）有些元素采用较高电流操作时，其标准线可出现严重弯曲，该现象随灯电流增加而增长。 （3）使用前应在1/3工作电流下预热0.5-1小时。 （4）工作电流应保持额定电流的40%60%较为合适。,13,第三节 原子吸收分光光度计,原子化系统,1.雾化器：将试液均匀雾化，除去较大的雾滴。 2.燃烧器：高温下使试样中的待测元素原子化。 3.火焰：原子化的能源。 优点： 操作简单、重现性好 缺点： 原子化效率低、无法直接分析粘稠状液体和固体试样。,火焰原子化器,14,第三节 原子吸收分光光度计,原子化系统,1.干燥：稍高于溶剂沸点的温

6、度蒸发除掉溶剂。 2.灰化：保证被测元素不损失的前提下除去易挥发成分。 3.原子化：使待测元素成为基态原子。 4.净化：高温除去管内残渣。 优点： 检出限低、灵敏度高、选择性好、进样方式多、进样量小。 缺点： 设备昂贵、精密度差、北京干扰大、单样品分析时间长。,石墨炉原子化器,15,第三节 原子吸收分光光度计,课堂活动 医药工业常用耐腐蚀性较好的316不锈钢，其Ni含量为10%14%，在用原子吸收分光光度法检测不锈钢中的Ni含量时，应采用那种原子化装置？,16,第三节 原子吸收分光光度计,分光系统：原子吸收分光光度计的分光系统又称单色器， 1.组成：光栅、凹面镜和狭缝。 其关键部件是起色 散作

7、用的光栅。 2.作用：将待测元素的共振线和邻近谱线分开，从而使分析线选择性地进入检测器。,17,第三节 原子吸收分光光度计,检测系统： 1.组成：检测器、放大器、对数转换器和显示装置。 2.作用：将单色器发射出的光讯号转换成电信号后进行测量。,18,第三节 原子吸收分光光度法的应用,标准溶液的配制： 火焰原子吸收测定中常用工作标准溶液浓度单位为g/ml，无火焰原子吸收测定中标准溶液浓度为g/L。 1.标准储备液：一般选用高纯金属（99.99%）或被测元素的盐类精确称量溶解后配成1mg/m1的标准储备溶，目前可以购买到多种元素的专用标准储备液。,19,第三节 原子吸收分光光度法的应用,2.工作标

8、准溶液：标准储备液经过稀释即成为制作标准曲线的工作标准溶液。对于火焰原子吸收测定的标准储备液一般要稀释1000倍,无火焰原子吸收测定的标准储备液要稀释105 106倍。,20,第三节 原子吸收分光光度法的应用,标准溶液的注意事项： 1. 使用去离子水，保证玻璃器皿纯净，防止玷污。 2. 所用硝酸纯酸、盐酸应为优级纯，避免使用磷酸或硫酸。 3. 保持一定酸度防止金属离子水解，存放在玻璃或聚乙烯试剂瓶中，有些元素(如金、银)的贮备液应存放在棕色试剂瓶中，应避免阳光照射，但是不要存储在寒冷的地方。 4. 校准用的工作标准溶液使用0.1mol/L的标准储备液中酸或碱溶液稀释制备。 5. 在每次测定前新

9、鲜制备校准用的工作标准溶液。 6. 必须在有效期内使用。,21,第三节 原子吸收分光光度法的应用,标准曲线法： 适用范围：样品组成简单或共存元素没有干扰的样品。 优点：可用于同类大批量样品的分析，简单、快速。 缺点：基体影响较大。,22,第三节 原子吸收分光光度法的应用,操作方法： 1.配制一组（至少3份）浓度适宜的工作标准溶液。 2.用空白对照溶液调零 。 3.从低到高浓度依次测定各工作标准溶液，每个样品连续测量3次。 4.以吸光度A的平均值为纵坐标，绘制A-c标准曲线。 5. 相同的实验条件下，测定待测样品溶液，连续测量3次，取平均值从标准曲线上查出该值所对应的浓度，计算出样品中待测元素的

10、含量。,23,第三节 原子吸收分光光度法的应用,注意事项： 1.所配制的工作标准溶液的浓度和相应吸光度应在直线线性范围内。 2.在整个分析过程中，各测定条件应保持恒定。 3.待测样品溶液和工作标准溶液所加试剂应一致。,24,第三节 原子吸收分光光度法的应用,标准加入法： 适用范围：基体组成复杂，对测定有明显影响，或组成不明确的待测试样。 优点：消除了基体影响。 缺点：操作繁琐，不易进行大批量样品的分析。,25,第三节 原子吸收分光光度法的应用,操作方法： 1.分别取4份（一般45份）体积相同的样品溶液置于4各同体积的容量瓶中，从第二份起再依次精密加入同一体积不同浓度（各浓度间距应一致）的待测元

11、素工作标准溶液，然后用溶剂稀释定容。 2.在相同的实验条件下分别测量各个试液的吸光度（同一试液连续测三次求平均值），以各试液吸光度A为纵坐标，相应浓度c为横坐标，绘制A-c标准加入曲线 。 3.试样含被测元素，则曲线不通过原点，此时应延长曲线与横坐标交于cx，cx即为所测样品中待测元素的浓度 。,26,第三节 原子吸收分光光度法的应用,注意事项： 1. 待测元素的浓度与其对应的吸光度在测定浓度范围内成线性关系。 2.为了得到较准确的外推结果，最少应取4个点来作外推曲线，并且第一份加入的标准溶液与试样溶液浓度之比应适当。 3.本法可以消除基体干扰，但不能消除背景吸收干扰。 4.对于斜率太低的曲线

12、（灵敏度差），容易引进较大的误差。,27,第三节 原子吸收分光光度法的应用,案例分析 欧洲药典规定雷米普利原料药中重金属钯的含量不大于20ppm，小王用火焰原子化器，采用标准加入法耗时1个多月完成了40个批次雷米普利原料药的检验，产品全部合格放行，准予销售；结果收到原料药买方的律师函，因进厂复检发现重金属钯含量超标，要求赔偿相应损失。 药物分析方法应简单、有效；原料药纯度较高，基体干扰较小，应选用操作简便、利于大批量样品分析的标准曲线法，小王选择用标准加入法使检验时间大大延长；此外，原料药中钯含量要求不大于20ppm，要求的检测限很低，应采用石墨炉原子化器，小王选择火焰原子化器直接导致结果不准

13、确，从而给公司带来了巨大的损失。,28,第三节 原子吸收分光光度法的应用,应用领域： 1.广泛应用于环境监测、医药卫生、陶瓷、涂料、冶金、地质、食品、石油化工和农业等相关领域的微量和痕量元素分析； 2.作为物理和物理化学的实验手段，测量物质的活化能、气态原子扩散系数、解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等参数； 3.利用间接法，测定多种与金属离子有化学计量反应关系的有机物，如利用Ag测定含卤素的有机化合物； 4. 与色谱分离功能联用，测定同种金属元素的不同有机化合物，如：汽油中各种烷基铅，大气中的5种烷基铅、烷基硒、烷基胂、烷基锡等。,29,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,

14、1基本原理 原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。 2共振线与共振吸收 原子由基态到低激发态的跃迁而产生的能量吸收现象称作共振吸收,由共振吸收产生的谱线是很强，称为共振线。 3原子吸收值与原子浓度的关系 原子吸收值与原子吸收值与原子浓度的关系 原子吸收值与样品中被测元素的原子浓度成线性关系。,【点滴积累】,30,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,4.原子分光光度计的基本结构 由光源、原子化系统、分光系统和检测系统四部分组成。 5.原子分光光度计与紫外分光光度计的区别 两者单色器位

15、置的不同，原子分光光度计的单色器在后光路，在原子化器和检测器之间，紫外分光光度计的单色器在前光路，在光源和比色皿之间；紫外分光光度计为连续光源，原子分光光度计为锐线光源，选择性更好。,【点滴积累】,31,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,6.标准曲线法和标准加入法的区别 标准曲线法受基体影响较大，仅适用于组成简单或共存元素没有干扰的样品，标准加入法可以消除基体的干扰，用于基体组成复杂、干扰明显、组成不明确的样品；标准曲线法简单、快速，可用于同类大批量样品的分析，标准加入法操作繁琐，不适合同时做多样品分析。,【点滴积累】,32,一、选择题 （一）单项选择题 1. 原子吸收光谱产生的原因是 ：

16、 A. 振动能级跃迁 B. 原子最外层电子跃 C. 分子中电子能级的跃迁 D. 转动能级跃迁 2. 在原子吸收分光光度法中，原子蒸气对共振辐射的吸收程度与： A. 透射光强度成正比 B. 原子化温度成正比 C. 激发态原子数成正比 D. 基态原子数成正比,【目标检测】,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,33,3. 当特征辐射通过试样蒸气时，被下列哪种粒子吸收？： A. 激发态原子 B. 离子 C. 基态原子 D. 分子 4. 在原子分光光度计中，最广泛采用的光源是： A. 空心阴极灯 B. 无极放电灯 C. 氢灯 D. 钨灯 5. 原子吸收分光光度计的光源作用是： A.发射很强的连续光谱

17、B. 产生足够强度的散射光 C. 提供试样蒸发和激发所需的能量 D.发射待测元素基态原子所吸收的特征共振辐射,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,34,6. 与单光束原子吸收分光光度计相比，双光束原子吸收分光光度计的优点是： A. 灵敏度高 B. 可以消除背景的影响 C. 可以抵消因光源的变化而产生的误差 D. 便于采用最大的狭缝宽度 7. 空心阴极灯的主要操作参数是： A. 预热时间 B. 灯电压 C. 灯电流 D. 内充气体压力,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,35,8. 在原子吸收分析中，测定元素的灵敏度很大程度取决于： A. 光源 B. 检测系统 C. 分光系统 D. 原子化系

18、统 9.与火焰法相比，石墨炉原子吸收法的优点是： A. 灵敏度高 B. 分析速度快 C. 重现性好 D. 背景吸收小,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,36,10.与无火焰原子吸收法相比，火焰原子吸收法的优点是： A. 选择性较强 B. 检出限较低 C. 精密度较高 D. 干扰较少,第十章 原子吸收分光光度法与检测技术,37,（二）多项选择题 1.与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法的优点是： A.重现性好 B.分析速度快 C.灵敏度高 D. 可直接测定固体样品 E.共存物质干扰小 2.与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法的缺点是： A.原子化效率低 B.重现性差 C.精密度差 D.单试样分析时间较长 E.某些元素