原子吸收光谱分析法及其分析仪的技术探讨

　　原子吸收光谱分析仪器具有灵敏度高、重复性和选择性好、操作比较简便、快速、结果准确、可靠等优点，检测时样品用量少、测量范围广，几乎能用来分析所有的金属元素和类金属元素元件。原子吸收光谱分析仪器可应用于冶金、化工、地质、农业及医药卫生等许多部门。在环境监测、食品卫生和生物机体内微量金属元素的测定方面，应用日益广泛。

　　人体中含有许多对维持正常生理过程有重要意义的金属元素，如钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、锰、钼和钴等。人体的血液、汗液、尿液、头发及机体组织中，由于受环境和饮食污染会引进体内铅、汞、镉和砷等有害元素。对这些金属元素的分析结果，可以反映机体内的生理过程及受环境污染而中毒的情况。原子吸收光谱分析仪器可用于血液、尿液、粪便及生物组织中微量元素的分析，对内脏、毛发、骨骼等经一定处理后，也可进行分析测定，在医学和生物化学检验中，得到越来越广泛的应用。

　　一、原子吸收光谱分析法的基本原理

　　1. 原子的发射光谱和共振线

　　在自然界中，一切物质的分子均由原子组成，而原子是由一个原子核和核外电子构成。原子核内有中子和质子，质子带正电，核外电子带负电;其电子的数目和构型决定了该元素的物理和化学性质。电子按一定的轨道绕核旋转;根据电子轨道离核的距离，有不同的能量级，可分为不同的壳层。每一壳层所允许的电子数是一定的。当原子处于正常状态时，每个电子趋向占有低能量的能级，这时原子所处的状态叫基态(Eo)。在热能、电能或光能的作用下，原子中的电子吸收一定的能量，处于低能态的电子被激发跃迁到较高的能态，原子此时的状态叫激发态(Eq)，原子从基态向激发态跃迁的过程是吸能的过程。处于激发态的原子是不稳定的，一般在 10- 10～10- 8s 内就要返回到基态(Eo)或较低的激发态(Ep)。此时，原子释放出多余的能量，辐射出光子束，其辐射能量的大小由下列公式表示:

　　式中：h—普朗克常数为 6.6234×10- 27erg.s;f 和 λ—是电子从 Eq 能级返回到 Ep(或 Eo)能级时所发射光谱的频率和波长;C—光速：Eq、Ep 或 Eo 值的大小与原子结构有关，不同元素，其 Eq、EP 和 E。不相同，一般元素的原子只能发射由其 Eq、Ep 或 Eo决定的特定波长或频率的光。即：

　　每种物质的原子都具有特定的原子结构和外层电子排列，因此不同的原子被激发后，其电子具有不同的跃迁，能辐射出不同波长光，即每种元素都有其特征的光谱线。在一定的条件下，一种原子的电子可能在多种能态间跃迁，而辐射不同特征波长的光，这些光是一组按次序排列的不同波长的线状光谱，这些谱线可作鉴别元素的依据，对元素作定性分析，而谱线的强度与元素的含量成正比，以此可测定元素的含量作定量分析。