原子吸收光譜分析法在無機(jī)元素微量和痕量分析中占有極為重要的地位,也是光譜分析中中最主要的分析儀器,其應(yīng)用在地礦、冶金、環(huán)境檢測、醫(yī)療、商檢等行業(yè)及大專院校和科研院所里得到極為廣泛的應(yīng)用。目前各大生產(chǎn)原子吸收的廠家在技術(shù)上各有優(yōu)勢,國內(nèi)火焰法分析精度也可以與國外儀器抗衡,但總體來說國外廠商在儀器自動(dòng)化、背景校正技術(shù)、石墨爐原子化、火焰原子原子化改進(jìn)(原子捕集)、連續(xù)光源及儀器革新技術(shù)方面的發(fā)展比國內(nèi)的勢頭要好,當(dāng)然了不同的層次有不同的用戶,不同的用戶有不同的選擇,只要物盡其能,人盡其力,我覺得就不錯(cuò)了,這是我的觀點(diǎn)。
對于原子吸收的選購,個(gè)人認(rèn)為首先應(yīng)該明白下面幾個(gè)問題:
你是用原子吸收做普通分析還是做研究(考慮機(jī)子的檔次)?
做什么行業(yè)的樣品(考慮測定的基體)?
要分析樣品里的什么元素(考慮AAS測定的方式)?
樣品里的被測定元素含量范圍是多少(考慮測定的準(zhǔn)確性和選擇)?
領(lǐng)導(dǎo)給你準(zhǔn)備了多少money(考慮機(jī)子的范圍)?
下面著重談?wù)動(dòng)脩絷P(guān)于普通用戶選購原子吸收光譜儀時(shí)本人認(rèn)為需要注意的幾個(gè)方面:
注:下面所描述的僅是單方面的性能,而一臺(tái)完善的原子吸收需要來看其整體性能的設(shè)計(jì)的是否平衡,應(yīng)用人員的知識層次。由于水平有限,錯(cuò)誤紕漏之處難免,希望同行的朋友不吝指教。
1.光路系統(tǒng):光路系統(tǒng)應(yīng)主要了解系統(tǒng)的光源和光源分布、單色器結(jié)構(gòu)、色散元件的性能、波長掃描及性能、光譜帶寬、檢測器性能。
1.1光源和光源分布:
原子吸收光源主要是空心陰極燈、無極放電燈、連續(xù)光源,制造空心陰極燈的技術(shù)比較成熟,沒有什么太大問題,而無極放電燈目前只有砷、鉍、鎘、銫、銣、鍺、汞、磷、鉛、鈣、銻、碲、硒、鈦、鋅幾種元素的,相對于各元素對應(yīng)的空心陰極燈具有背景小、發(fā)射強(qiáng)度大、光源干擾少的優(yōu)點(diǎn),但其成本也高,至于連續(xù)光源是最新發(fā)展的技術(shù),要配合其他部件才能發(fā)揮其強(qiáng)大的功能。總體來說做為光源要求高強(qiáng)度,高穩(wěn)定性,干擾少。選購需要注意的是測定砷、汞、鉍、銻等用空心陰極燈測定時(shí)靈敏度低的元素最好選用無極放電燈。光源分布簡單的說就是空心陰極燈架(連續(xù)光源不考慮這個(gè)問題)的結(jié)構(gòu),現(xiàn)在一般的原子吸收光譜儀都具備了至少兩個(gè)燈架,有的多達(dá)8個(gè),燈多,一次予燃,可以減少測定過程中等待空心陰極燈預(yù)熱的時(shí)間,其實(shí)就這么點(diǎn)優(yōu)點(diǎn),不過VARIANAA280FS采用了快速序列技術(shù),據(jù)說可以達(dá)到單道掃描ICP的分析速度。在設(shè)計(jì)中有的采用固定燈架,有的采用可移動(dòng)的燈架。需要說明的是個(gè)人覺得采用燈架固定的比較好,因?yàn)榈腿埸c(diǎn)元素的燈在預(yù)熱的情況下來回轉(zhuǎn)動(dòng)可能損壞空心陰極燈,還要注意選用對燈的調(diào)節(jié)要比較方便好使的,當(dāng)然了如果能有軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)最佳位置和設(shè)置參數(shù)的更好,這個(gè)主要是考慮資金和使用者自己的情況來確定,另外對分析需要無極放電燈用戶,要考慮有無極放電燈的燈架。BCC:G8
1.2單色器結(jié)構(gòu):
主要有Ebert型(如熱電S系列、GBC等),C-T型(應(yīng)該是Ebert型的一種改進(jìn))(如島津、ZEEnit60/700、VARIAN、JENAVAVIO 6、等),Littrow型(如PE6/7/800的等),Echelle型(以大色散為著稱,如JENAContrAA、PE的SIMAA6000、熱電M系列等)。其中C-T型即水平對稱設(shè)計(jì)的,比較多,由于準(zhǔn)直鏡的象差被成像物鏡抵消,因此可以消除象差影響;Ebert型的象差也比較??;Littrow型的,光學(xué)元件少,結(jié)構(gòu)緊湊,不過有較大的象差;Echelle型以較大的衍射角和較高級次的譜線工作,并與其他棱鏡等低色散的光學(xué)器件連用作成高色散中階梯光柵單色器,其和面陣檢測器結(jié)合,可以同時(shí)接受整個(gè)工作波長范圍的光譜信息,因此如果光源和通道具備條件的話可以進(jìn)行多元素同時(shí)分析的。我們在分光系統(tǒng)選擇中盡量考慮比較少光程和內(nèi)部材料(鍍膜的、全反射)對光的吸收比較少的,以免影響分析過程中光的能量損失和不穩(wěn)定,還有一個(gè)考慮就是最好分光系統(tǒng)能夠密封,防塵,放腐蝕,同時(shí)盡量減少其他雜散光的影響,至于雙光束的設(shè)計(jì),各廠家針對自己的總體設(shè)計(jì)都有自己的特色,我們的要求就是只要能消除光源不穩(wěn)定對測定的影響就OK了。對于其實(shí)際使用分辨率的要求只要在光譜帶寬為0.2nm可以分辨開Mn279.5nm和Mn279.8nm即可。
1.3色散元件:
目前的一般都采用光柵做為分光器件,是光路系統(tǒng)的核心器件,作用嗎?很簡單就是把元素發(fā)射的共振線和其他發(fā)射線分開。由于空心陰極燈本身發(fā)射銳線輻射,因此在普通原子吸收中,只要求光柵具有中等分辨能力即可(對于連續(xù)光源原子吸收的要求可就高了,需要大色散的中階梯光柵或高分辨的單色器),線刻槽密度要不小于1200條/mm(中階梯光柵除外,我看現(xiàn)在各廠家的最不好的都是1200條/mm的,大部分都高于這個(gè)的),線色散率倒數(shù)范圍大約在1.5-3.0nm/mm(看了不少儀器樣本,基本上都不大于1.6nm/mm),中階梯的在0.xnm/mm,例如:熱電的M系列的是0.5nm/mm,PE的SIMAA6000為0.1nm/mm(在200nm,113級),0.4nm/mm(在800nm,28級),這個(gè)量小表明色散率大,即光柵的色散性能好哦,理論上線槽密度越大(光柵常數(shù)越?。?、焦距越長,其色散性能越好,對于具有閃耀特性的光柵,其衍射光能量主要集中在以閃耀波長為中心的一定波長范圍(這個(gè)計(jì)算需要的朋友可以參考相關(guān)手冊來計(jì)算相關(guān)的波長范圍)內(nèi),相對于以前的普通光柵而言,具有很高的集光效率,可以把80%的能量集中到所需的波長范圍,對于雙閃耀波長的,在更廣的波長范圍內(nèi)有較高的光通量,而光柵面積的大小反應(yīng)了光柵波長選擇器的輸出功率:即光學(xué)系統(tǒng)在光路中分出譜線時(shí),以盡可能小的強(qiáng)度損失提供有用輻射光束的能力的大小,在光柵的倒線色散率一定的情況下,光柵波長選擇器的輸出功率與光柵面積成正比,對于光柵波長選擇器性能而言,在不考慮透射、反射損失的前提下,理論上面積越大越好。
1.4波長掃描及性能:
最好是在有自動(dòng)的前提下,也可以手動(dòng)掃描,便于儀器檢定和進(jìn)行臨近線扣背景,一般的機(jī)子都具備這個(gè)功能的,其波長重復(fù)性方面要求其不大于0.3nm,示值誤差不大于0.5nm就可以了。
1.5光譜帶寬:
光譜帶寬是通過單色器出射狹縫后的光束波長區(qū)間的寬度(nm),與光柵的倒線色散率和出射狹縫有關(guān),而對于特定的儀器倒線色散率一定,所以只與出射狹縫成正比。如果做的樣品復(fù)雜的話,考慮有比較多的可調(diào)控制,便于消除分析過程中的鄰近線干擾和調(diào)節(jié)測定的靈敏度,如:Ni的232.0nm、231.0nm、231.6nm要是在光譜帶寬為1nm時(shí),沒辦法分開這3條譜線,使測定靈敏度降低,要是將光譜帶寬變成0.2nm,就可以分開了,測定靈敏度將明顯提高,一般可調(diào)選擇范圍在0.1-2.6nm,這個(gè)大部分的儀器都具備此功能,看到有的儀器不但可以調(diào)節(jié)狹縫寬度,還可以調(diào)節(jié)高度,這個(gè)可以在采購時(shí)測試一下,看是否對測定真的有影響,按理由于光通量變化了應(yīng)該是有影響的,我的沒有,在此不便多言。
1.6檢測器:
現(xiàn)在原子吸收的檢測器主要是以普通的不同規(guī)格的PMT檢測器為主,也有的以CCD(PE6/7/800、JENA的部分機(jī)型等)為檢測器的。做為原子吸收的檢測器應(yīng)在190-900nm范圍內(nèi)有光譜響應(yīng),這個(gè)可以用As193.7nm和Cs852.1nm做邊緣能量檢測,要求瞬時(shí)噪聲小于0.03A,其基線穩(wěn)定性(靜態(tài)、點(diǎn)火)用銅燈30min內(nèi)應(yīng)不超出±0.0044A。PMT檢測器通過光電轉(zhuǎn)化來檢測接受到的信號的,其光譜響應(yīng)范圍受光敏材料的限制,存在漂移和暗電流(暗電流至少要小于10-10A,暗電流越小PMT的質(zhì)量越好),讀出噪聲相對較大,不能同時(shí)獲得連續(xù)光譜的信息,但是做為常用主要檢測器,他以增益高、靈敏度高、響應(yīng)快、成本低在原子吸收光譜儀發(fā)展中有過光輝的歷程,并且其技術(shù)現(xiàn)在也在不斷的發(fā)展更新中。而CCD檢測器是通過電子的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移來檢測信號的,其量子效率高,基于對檢測信號的測量方式的不同,他相對PMT來說在配備連續(xù)光源和大色散的中階梯光柵時(shí)可以提高測定的線形范圍5-6個(gè)數(shù)量級,也可以同時(shí)進(jìn)行多元素分析。CCD檢測器在整個(gè)光譜分析區(qū)范圍內(nèi)有比較高的靈敏度,更適合微弱光的檢測,但他對弱光的檢測是基于長時(shí)間積分的基礎(chǔ)上的,因?yàn)樗且环N積分型檢測器,由于其具有最底的分布電容,因此其讀出噪聲較低,暗電流(受溫度影響,需要制冷恒溫環(huán)境)也明顯比PMT的低。不論從光子效率、暗電流、讀出噪聲、多元素同時(shí)分析、線形范圍等各方面來說其性能都具有明顯的優(yōu)勢,是以后原子吸收光譜儀發(fā)展的一種必然局勢(如:德國耶拿JENA的ContrAA 連續(xù)光源AAS“世界第一臺(tái)商品化連續(xù)光源原子吸收”)。
2.原子化系統(tǒng):普通的分析中主要使用火焰和石墨爐原子化器。
2.1火焰原子化系統(tǒng):
使用火焰原子化器其吸噴量應(yīng)在3-6ml/min,霧化效率應(yīng)不小于8%,測定銅的檢出限應(yīng)不大于0.008ug/ml,測定5ppm的銅的RSD要小于0.5%。
火焰原子化器主要包括霧化室、霧化器、撞擊球、擾流器、燃燒頭、液封盒、氣體控制系統(tǒng),這些器件也是測定時(shí)條件優(yōu)化主要對象。霧化室一般都是用有機(jī)樹脂材料構(gòu)成,有聚四氟乙烯、聚丙烯等耐腐蝕材料構(gòu)成,在采購這個(gè)時(shí)的考慮主要是其設(shè)計(jì)是否合理(一般的是沒問題的,要是有問題他的測定精度和準(zhǔn)確度就達(dá)不到),不過應(yīng)該注意一點(diǎn)。至于霧化器當(dāng)然要選擇高效率霧化和可調(diào)(包括可以調(diào)節(jié)撞擊球)的最好了,根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),撞擊球最好是樹脂類的材料,玻璃、陶瓷的消耗比較大(太脆了,一不小心就調(diào)節(jié)斷了),擾流器主要是用于過濾大霧滴,增強(qiáng)火焰測定的穩(wěn)定性,燃燒頭應(yīng)該可以前后上下可調(diào)的,其制作材料主要有鈦的、滲鈮的、不銹鋼的、銦-鈧合金等,口徑也有0.5mm*50mm(氧化亞氮-乙炔火焰)、0.5*100mm(空氣-乙炔火焰)的,最好選擇熱穩(wěn)定性要好、耐腐蝕、耐高鹽樣品、不宜堵塞的,需要注意一點(diǎn),就是如果測定的元素要用氧化亞氮-乙炔火焰的,需要選擇專用的燃燒頭,切不可混用,以防發(fā)生危險(xiǎn)。氣體控制系統(tǒng)最好能夠計(jì)算機(jī)全程控制,空壓機(jī)要有過濾裝置。由于乙炔屬于易燃?xì)怏w,因此在采購時(shí)最好能夠考慮一系列的安全連鎖裝置及提示信息,防患于未然。
2.2石墨爐原子化器
使用石墨爐原子化器測定鎘的檢出限、特征質(zhì)量和精密度應(yīng)不大于2pg、1pg、5%
石墨爐原子化器相對與火焰原子化具有體積小、檢出限低(越3個(gè)數(shù)量級)、用樣量少、分析時(shí)間長的特點(diǎn),石墨爐原子化的缺點(diǎn)主要是基體蒸發(fā)時(shí)可能造成較大的分子吸收,爐管本身的氧化也產(chǎn)生分子吸收,背景吸收較大,一些固體微粒引起光散射造成假吸收,因此使用石墨爐原子化器必須要選擇背景校正裝置,并且對于比較復(fù)雜基體的推薦在塞曼校正模式下進(jìn)行分析。其主要包括爐體、電源、冷卻水、氣路系統(tǒng),商品儀器爐體又分為橫向加熱和縱向加熱的,縱向加熱(如:島津AA63/6800、Agilent3510等)的由于要在石墨管兩端的電極上進(jìn)行水冷,造成沿光路方向上存在溫度梯度,使整個(gè)石墨管內(nèi)具有不等溫性,導(dǎo)致基體干擾嚴(yán)重,影響原子化過程,針對上述問題,商品產(chǎn)品經(jīng)過多次的改進(jìn),又發(fā)展了平臺(tái)原子化(是比較重點(diǎn)的一個(gè)方面,在改善縱向石墨爐加熱方面有很大的貢獻(xiàn))、探針原子化、電容放電強(qiáng)脈沖加熱石墨爐,這在一定程度上或多或少的彌補(bǔ)了縱向的缺點(diǎn),但還是沒有解決根本問題。而橫向石墨爐(如:JENA的VAVIO 6、 novAA 400 Zeenit600/650/700)。
綜上所述,本人建議特別關(guān)注德國耶拿公司(AJ)和日本島津公司生產(chǎn)的原子吸收光譜儀。
對于原子吸收的選購,個(gè)人認(rèn)為首先應(yīng)該明白下面幾個(gè)問題:
你是用原子吸收做普通分析還是做研究(考慮機(jī)子的檔次)?
做什么行業(yè)的樣品(考慮測定的基體)?
要分析樣品里的什么元素(考慮AAS測定的方式)?
樣品里的被測定元素含量范圍是多少(考慮測定的準(zhǔn)確性和選擇)?
領(lǐng)導(dǎo)給你準(zhǔn)備了多少money(考慮機(jī)子的范圍)?
下面著重談?wù)動(dòng)脩絷P(guān)于普通用戶選購原子吸收光譜儀時(shí)本人認(rèn)為需要注意的幾個(gè)方面:
注:下面所描述的僅是單方面的性能,而一臺(tái)完善的原子吸收需要來看其整體性能的設(shè)計(jì)的是否平衡,應(yīng)用人員的知識層次。由于水平有限,錯(cuò)誤紕漏之處難免,希望同行的朋友不吝指教。
1.光路系統(tǒng):光路系統(tǒng)應(yīng)主要了解系統(tǒng)的光源和光源分布、單色器結(jié)構(gòu)、色散元件的性能、波長掃描及性能、光譜帶寬、檢測器性能。
1.1光源和光源分布:
原子吸收光源主要是空心陰極燈、無極放電燈、連續(xù)光源,制造空心陰極燈的技術(shù)比較成熟,沒有什么太大問題,而無極放電燈目前只有砷、鉍、鎘、銫、銣、鍺、汞、磷、鉛、鈣、銻、碲、硒、鈦、鋅幾種元素的,相對于各元素對應(yīng)的空心陰極燈具有背景小、發(fā)射強(qiáng)度大、光源干擾少的優(yōu)點(diǎn),但其成本也高,至于連續(xù)光源是最新發(fā)展的技術(shù),要配合其他部件才能發(fā)揮其強(qiáng)大的功能。總體來說做為光源要求高強(qiáng)度,高穩(wěn)定性,干擾少。選購需要注意的是測定砷、汞、鉍、銻等用空心陰極燈測定時(shí)靈敏度低的元素最好選用無極放電燈。光源分布簡單的說就是空心陰極燈架(連續(xù)光源不考慮這個(gè)問題)的結(jié)構(gòu),現(xiàn)在一般的原子吸收光譜儀都具備了至少兩個(gè)燈架,有的多達(dá)8個(gè),燈多,一次予燃,可以減少測定過程中等待空心陰極燈預(yù)熱的時(shí)間,其實(shí)就這么點(diǎn)優(yōu)點(diǎn),不過VARIANAA280FS采用了快速序列技術(shù),據(jù)說可以達(dá)到單道掃描ICP的分析速度。在設(shè)計(jì)中有的采用固定燈架,有的采用可移動(dòng)的燈架。需要說明的是個(gè)人覺得采用燈架固定的比較好,因?yàn)榈腿埸c(diǎn)元素的燈在預(yù)熱的情況下來回轉(zhuǎn)動(dòng)可能損壞空心陰極燈,還要注意選用對燈的調(diào)節(jié)要比較方便好使的,當(dāng)然了如果能有軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)最佳位置和設(shè)置參數(shù)的更好,這個(gè)主要是考慮資金和使用者自己的情況來確定,另外對分析需要無極放電燈用戶,要考慮有無極放電燈的燈架。BCC:G8
1.2單色器結(jié)構(gòu):
主要有Ebert型(如熱電S系列、GBC等),C-T型(應(yīng)該是Ebert型的一種改進(jìn))(如島津、ZEEnit60/700、VARIAN、JENAVAVIO 6、等),Littrow型(如PE6/7/800的等),Echelle型(以大色散為著稱,如JENAContrAA、PE的SIMAA6000、熱電M系列等)。其中C-T型即水平對稱設(shè)計(jì)的,比較多,由于準(zhǔn)直鏡的象差被成像物鏡抵消,因此可以消除象差影響;Ebert型的象差也比較??;Littrow型的,光學(xué)元件少,結(jié)構(gòu)緊湊,不過有較大的象差;Echelle型以較大的衍射角和較高級次的譜線工作,并與其他棱鏡等低色散的光學(xué)器件連用作成高色散中階梯光柵單色器,其和面陣檢測器結(jié)合,可以同時(shí)接受整個(gè)工作波長范圍的光譜信息,因此如果光源和通道具備條件的話可以進(jìn)行多元素同時(shí)分析的。我們在分光系統(tǒng)選擇中盡量考慮比較少光程和內(nèi)部材料(鍍膜的、全反射)對光的吸收比較少的,以免影響分析過程中光的能量損失和不穩(wěn)定,還有一個(gè)考慮就是最好分光系統(tǒng)能夠密封,防塵,放腐蝕,同時(shí)盡量減少其他雜散光的影響,至于雙光束的設(shè)計(jì),各廠家針對自己的總體設(shè)計(jì)都有自己的特色,我們的要求就是只要能消除光源不穩(wěn)定對測定的影響就OK了。對于其實(shí)際使用分辨率的要求只要在光譜帶寬為0.2nm可以分辨開Mn279.5nm和Mn279.8nm即可。
1.3色散元件:
目前的一般都采用光柵做為分光器件,是光路系統(tǒng)的核心器件,作用嗎?很簡單就是把元素發(fā)射的共振線和其他發(fā)射線分開。由于空心陰極燈本身發(fā)射銳線輻射,因此在普通原子吸收中,只要求光柵具有中等分辨能力即可(對于連續(xù)光源原子吸收的要求可就高了,需要大色散的中階梯光柵或高分辨的單色器),線刻槽密度要不小于1200條/mm(中階梯光柵除外,我看現(xiàn)在各廠家的最不好的都是1200條/mm的,大部分都高于這個(gè)的),線色散率倒數(shù)范圍大約在1.5-3.0nm/mm(看了不少儀器樣本,基本上都不大于1.6nm/mm),中階梯的在0.xnm/mm,例如:熱電的M系列的是0.5nm/mm,PE的SIMAA6000為0.1nm/mm(在200nm,113級),0.4nm/mm(在800nm,28級),這個(gè)量小表明色散率大,即光柵的色散性能好哦,理論上線槽密度越大(光柵常數(shù)越?。?、焦距越長,其色散性能越好,對于具有閃耀特性的光柵,其衍射光能量主要集中在以閃耀波長為中心的一定波長范圍(這個(gè)計(jì)算需要的朋友可以參考相關(guān)手冊來計(jì)算相關(guān)的波長范圍)內(nèi),相對于以前的普通光柵而言,具有很高的集光效率,可以把80%的能量集中到所需的波長范圍,對于雙閃耀波長的,在更廣的波長范圍內(nèi)有較高的光通量,而光柵面積的大小反應(yīng)了光柵波長選擇器的輸出功率:即光學(xué)系統(tǒng)在光路中分出譜線時(shí),以盡可能小的強(qiáng)度損失提供有用輻射光束的能力的大小,在光柵的倒線色散率一定的情況下,光柵波長選擇器的輸出功率與光柵面積成正比,對于光柵波長選擇器性能而言,在不考慮透射、反射損失的前提下,理論上面積越大越好。
1.4波長掃描及性能:
最好是在有自動(dòng)的前提下,也可以手動(dòng)掃描,便于儀器檢定和進(jìn)行臨近線扣背景,一般的機(jī)子都具備這個(gè)功能的,其波長重復(fù)性方面要求其不大于0.3nm,示值誤差不大于0.5nm就可以了。
1.5光譜帶寬:
光譜帶寬是通過單色器出射狹縫后的光束波長區(qū)間的寬度(nm),與光柵的倒線色散率和出射狹縫有關(guān),而對于特定的儀器倒線色散率一定,所以只與出射狹縫成正比。如果做的樣品復(fù)雜的話,考慮有比較多的可調(diào)控制,便于消除分析過程中的鄰近線干擾和調(diào)節(jié)測定的靈敏度,如:Ni的232.0nm、231.0nm、231.6nm要是在光譜帶寬為1nm時(shí),沒辦法分開這3條譜線,使測定靈敏度降低,要是將光譜帶寬變成0.2nm,就可以分開了,測定靈敏度將明顯提高,一般可調(diào)選擇范圍在0.1-2.6nm,這個(gè)大部分的儀器都具備此功能,看到有的儀器不但可以調(diào)節(jié)狹縫寬度,還可以調(diào)節(jié)高度,這個(gè)可以在采購時(shí)測試一下,看是否對測定真的有影響,按理由于光通量變化了應(yīng)該是有影響的,我的沒有,在此不便多言。
1.6檢測器:
現(xiàn)在原子吸收的檢測器主要是以普通的不同規(guī)格的PMT檢測器為主,也有的以CCD(PE6/7/800、JENA的部分機(jī)型等)為檢測器的。做為原子吸收的檢測器應(yīng)在190-900nm范圍內(nèi)有光譜響應(yīng),這個(gè)可以用As193.7nm和Cs852.1nm做邊緣能量檢測,要求瞬時(shí)噪聲小于0.03A,其基線穩(wěn)定性(靜態(tài)、點(diǎn)火)用銅燈30min內(nèi)應(yīng)不超出±0.0044A。PMT檢測器通過光電轉(zhuǎn)化來檢測接受到的信號的,其光譜響應(yīng)范圍受光敏材料的限制,存在漂移和暗電流(暗電流至少要小于10-10A,暗電流越小PMT的質(zhì)量越好),讀出噪聲相對較大,不能同時(shí)獲得連續(xù)光譜的信息,但是做為常用主要檢測器,他以增益高、靈敏度高、響應(yīng)快、成本低在原子吸收光譜儀發(fā)展中有過光輝的歷程,并且其技術(shù)現(xiàn)在也在不斷的發(fā)展更新中。而CCD檢測器是通過電子的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移來檢測信號的,其量子效率高,基于對檢測信號的測量方式的不同,他相對PMT來說在配備連續(xù)光源和大色散的中階梯光柵時(shí)可以提高測定的線形范圍5-6個(gè)數(shù)量級,也可以同時(shí)進(jìn)行多元素分析。CCD檢測器在整個(gè)光譜分析區(qū)范圍內(nèi)有比較高的靈敏度,更適合微弱光的檢測,但他對弱光的檢測是基于長時(shí)間積分的基礎(chǔ)上的,因?yàn)樗且环N積分型檢測器,由于其具有最底的分布電容,因此其讀出噪聲較低,暗電流(受溫度影響,需要制冷恒溫環(huán)境)也明顯比PMT的低。不論從光子效率、暗電流、讀出噪聲、多元素同時(shí)分析、線形范圍等各方面來說其性能都具有明顯的優(yōu)勢,是以后原子吸收光譜儀發(fā)展的一種必然局勢(如:德國耶拿JENA的ContrAA 連續(xù)光源AAS“世界第一臺(tái)商品化連續(xù)光源原子吸收”)。
2.原子化系統(tǒng):普通的分析中主要使用火焰和石墨爐原子化器。
2.1火焰原子化系統(tǒng):
使用火焰原子化器其吸噴量應(yīng)在3-6ml/min,霧化效率應(yīng)不小于8%,測定銅的檢出限應(yīng)不大于0.008ug/ml,測定5ppm的銅的RSD要小于0.5%。
火焰原子化器主要包括霧化室、霧化器、撞擊球、擾流器、燃燒頭、液封盒、氣體控制系統(tǒng),這些器件也是測定時(shí)條件優(yōu)化主要對象。霧化室一般都是用有機(jī)樹脂材料構(gòu)成,有聚四氟乙烯、聚丙烯等耐腐蝕材料構(gòu)成,在采購這個(gè)時(shí)的考慮主要是其設(shè)計(jì)是否合理(一般的是沒問題的,要是有問題他的測定精度和準(zhǔn)確度就達(dá)不到),不過應(yīng)該注意一點(diǎn)。至于霧化器當(dāng)然要選擇高效率霧化和可調(diào)(包括可以調(diào)節(jié)撞擊球)的最好了,根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),撞擊球最好是樹脂類的材料,玻璃、陶瓷的消耗比較大(太脆了,一不小心就調(diào)節(jié)斷了),擾流器主要是用于過濾大霧滴,增強(qiáng)火焰測定的穩(wěn)定性,燃燒頭應(yīng)該可以前后上下可調(diào)的,其制作材料主要有鈦的、滲鈮的、不銹鋼的、銦-鈧合金等,口徑也有0.5mm*50mm(氧化亞氮-乙炔火焰)、0.5*100mm(空氣-乙炔火焰)的,最好選擇熱穩(wěn)定性要好、耐腐蝕、耐高鹽樣品、不宜堵塞的,需要注意一點(diǎn),就是如果測定的元素要用氧化亞氮-乙炔火焰的,需要選擇專用的燃燒頭,切不可混用,以防發(fā)生危險(xiǎn)。氣體控制系統(tǒng)最好能夠計(jì)算機(jī)全程控制,空壓機(jī)要有過濾裝置。由于乙炔屬于易燃?xì)怏w,因此在采購時(shí)最好能夠考慮一系列的安全連鎖裝置及提示信息,防患于未然。
2.2石墨爐原子化器
使用石墨爐原子化器測定鎘的檢出限、特征質(zhì)量和精密度應(yīng)不大于2pg、1pg、5%
石墨爐原子化器相對與火焰原子化具有體積小、檢出限低(越3個(gè)數(shù)量級)、用樣量少、分析時(shí)間長的特點(diǎn),石墨爐原子化的缺點(diǎn)主要是基體蒸發(fā)時(shí)可能造成較大的分子吸收,爐管本身的氧化也產(chǎn)生分子吸收,背景吸收較大,一些固體微粒引起光散射造成假吸收,因此使用石墨爐原子化器必須要選擇背景校正裝置,并且對于比較復(fù)雜基體的推薦在塞曼校正模式下進(jìn)行分析。其主要包括爐體、電源、冷卻水、氣路系統(tǒng),商品儀器爐體又分為橫向加熱和縱向加熱的,縱向加熱(如:島津AA63/6800、Agilent3510等)的由于要在石墨管兩端的電極上進(jìn)行水冷,造成沿光路方向上存在溫度梯度,使整個(gè)石墨管內(nèi)具有不等溫性,導(dǎo)致基體干擾嚴(yán)重,影響原子化過程,針對上述問題,商品產(chǎn)品經(jīng)過多次的改進(jìn),又發(fā)展了平臺(tái)原子化(是比較重點(diǎn)的一個(gè)方面,在改善縱向石墨爐加熱方面有很大的貢獻(xiàn))、探針原子化、電容放電強(qiáng)脈沖加熱石墨爐,這在一定程度上或多或少的彌補(bǔ)了縱向的缺點(diǎn),但還是沒有解決根本問題。而橫向石墨爐(如:JENA的VAVIO 6、 novAA 400 Zeenit600/650/700)。
綜上所述,本人建議特別關(guān)注德國耶拿公司(AJ)和日本島津公司生產(chǎn)的原子吸收光譜儀。