原子吸收光谱仪器与技术的发展与展望

　　1 引 言

　　自从 1960 年世界上第一台 AAS 仪器推向市场以来，随着科学技术的发展，原子吸收光谱(AAS)仪器也经历了突飞猛进、一日千里的发展变革过程，经历了由旋钮人工操作的仪器，发展为高度自动化的现代水平的 AAS 仪器;由晶体管分离元件到 IC 元件大规模集成电路的演变过程，AAS 仪器分析功能日臻完善。2004年德国Analytik jena AG 公司在世界上首次推出了 ContrAA 300 型顺序扫描连续光源火焰原子吸收光谱商品仪器，标志着新型 AAS 仪器时代已经正在向我们走来! 30 多年来，对光源、分光系统与光电检测元件三大系统[2]，多元素同时测定 CS-AAS 仪器装置的实验室研究取得了丰硕成果。

　　随着 ICP-AES 和 ICP-MS 的问世，一向以分析灵敏度高、干扰少、操作简便与价格低廉著称的 AAS 仪器面临新的挑战。分析速度慢，一次只能分析一个元素的固有缺陷正在为更多的分析工作者所关注。1989 年著名原子光谱学者 Hiefjtji 预言：“AAS 面对强有力竞争者，为了保持其顽强的生命力，必须发展新颖 AAS分析技术。”AAS 仪器不断引进其他学科的先进技术，形成了自己新的特色。纵观 AAS 前沿的研究开发成果与仪器的进步，今天 A A S 仪器已孕育出又一次新发展。下面将从 AAS 的光源、分光系统与光电检测元件三个重要部件的发展， AAS 仪器的技术进步的分析入手，进而讨论了 A A S 仪器的发展前景。

　　2 AAS 仪器光源的发展

　　2 . 1 二极管激光器光源

　　二极管激光器(DL，下面简称DL)的优良特性，从各个不同方面大幅度改进了 AAS 仪器的分析性能[3-7]。DL 辐射光的高单色性，可省去分光单色器，大大简化仪器结构。这为研发小型专用 AAS 仪，多元素同时测定 AAS 仪器提供了重要的技术基础。也为选择性分别分析轻、重元素如Li 与 Pb 或 U 的同位素提供了可能。对于中等质量的元素，如Sr 和Ca，用窄谱带DL 进行两级激发能，分析同位素的选择能力可高达104-106。

　　在 D L 的辐射谱线窄的宽度范围内通过温度或电流连续调制，即在两个不同波长位置准确重复调制，调制频率可高至 GHz，波长的调制过程如图 1 所示。在选用的Δλ= 0.0X nm 范围调制，能用于 AAS 分析中的背景校正。由于两次测量时间差很小，辐射光强度大，具有优良的背景校正性能。用高调制频率进行吸收检测可大幅度减少或降低基线的低频噪声(闪粒噪声)改善检出限。

　　对相同的吸收谱线，用高亮度 DL-AAS DL 测量低吸光度值，比常规 HCL-AAS 改善了 10 - 1000 倍(由DL 的功率大小而定)。使用低 mW 范围功率 DL 光源，在最佳实验条件下，热噪声基本上得到限制，AAS 分析法能测定的最低吸收值(吸收系数 k 与吸收长度 L的乘积 kL)，可以小到 10-6- 10-8。