原子吸收分光光度計，作為現(xiàn)代分析化學領域中的重要工具，自20世紀50年代中期出現(xiàn)以來，逐漸發(fā)展成為無機元素分析的強有力手段之一。該儀器基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對紫外光和可見光范圍的相對應原子共振輻射線的吸收強度來定量被測元素含量，具有靈敏度高、選擇性好、分析速度快等特點，廣泛應用于冶金、地質、環(huán)保、食品、生物醫(yī)藥等眾多領域。本文將從基本原理、結構組成、主要應用、穩(wěn)定性因素及性能特點等方面，對分光光度計進行系統(tǒng)性闡述。
一、基本原理
原子吸收分光光度法的核心在于每種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射線波長相同的特征譜線。當光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時，若入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量頻率，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線，使入射光減弱。
原子吸收光譜分析是基于試樣蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子對由光源發(fā)出的該原子的特征性窄頻輻射產生共振吸收，其吸光度在一定范圍內與蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子濃度成正比，以此測定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。其定量關系可用郎伯-比耳定律表示：A=-lgI/Io=-lgT=KCL，式中I為透射光強度，I0為發(fā)射光強度，T為透射比，L為光通過原子化器光程，每臺儀器的L值是固定的，C是被測樣品濃度，所以A=KC。利用待測元素的共振輻射，通過其原子蒸汽，測定其吸光度。
二、基本組成
一般由四大部分組成，即光源（單色銳線輻射源）、試樣原子化器、單色儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（包括光電轉換器及相應的檢測裝置）。原子化器主要有兩大類，即火焰原子化器和電熱原子化器。目前普遍應用的火焰是空氣—乙炔火焰，電熱原子化器普遍應用的是石墨爐原子化器。
火焰分光光度計利用空氣—乙炔火焰，原子化的溫度在2100℃至2400℃之間，測定的元素可達30多種；若使用氧化亞氮—乙炔火焰，測定的元素可達70多種，但氧化亞氮—乙炔火焰安全性較差，應用不普遍?？諝?mdash;乙炔火焰原子吸收分光光度法一般可檢測到PPm級（10的負6次方），精密度在1%左右。石墨爐分光光度計的原子化溫度在2900℃至3000℃之間，可以測定近50種元素，石墨爐法進樣量少、靈敏度高，有的元素可以分析到pg/mL級。
此外，儀器還可配備各種型號的氫化物發(fā)生器（屬電加熱原子化器），利用氫化物發(fā)生器可測定砷（As）、銻（Sb）、鍺（Ge）、碲（Te）等元素，一般靈敏度在ng/ml級（10的負9次方），相對標準偏差2%左右，汞（Hg）可用冷原子吸收法測定。
三、主要應用領域
廣泛用于各個分析領域，主要有理論研究、元素分析、有機物分析和金屬化學形態(tài)分析四個方面。
在理論研究方面，原子吸收可作為物理和物理化學的一種實驗手段，對物質的一些基本性能進行測定和研究。用電熱原子化器所測定的一些有元素離開機體的活化能、氣態(tài)原子擴散系數(shù)、解離能、振子強度、光譜線輪廓的變寬、溶解度、蒸氣壓等。在元素分析方面，由于其靈敏度高、干擾少、分析方法簡單快速，現(xiàn)巳廣泛地應用于工業(yè)、農業(yè)、生化、地質、冶金、食品、環(huán)保等各個領域，在許多領域巳作為標準分析方法。在有機物分析方面，利用間接法可以測定多種有機物，包括8-羥基喹啉、醇類、醛類、酯類、酚類、聯(lián)乙酰、酞酸、脂肪胺、氨基酸、氨茴酸、雷米封、甲酸奎寧、有機酸酐、苯甲基青霉素、葡萄糖、環(huán)氧化物水解酶、含鹵素的有機化合物等，均通過與相應的金屬元素之間的化學計量反應而間接測定。在金屬化學形態(tài)分析方面，通過氣相色譜和液體色譜分離然后以原子吸收光譜加以測定，可以分析同種金屬元素的不同有機化合物。
在具體行業(yè)應用上，冶金領域可用于分析金屬材料中的各種元素含量，確保材料的質量符合要求，如在鋼鐵生產中準確測定鋼鐵中各種微量元素的含量；地質領域可對巖石、礦石等樣品進行分析，確定其中各種元素的含量，為礦產資源的勘探和開發(fā)提供依據(jù)；環(huán)保領域可檢測空氣、水和土壤中的污染物含量，如重金屬元素等，及時掌握環(huán)境污染狀況；農林領域可用于分析土壤肥力和農產品中的元素含量，指導科學施肥和農業(yè)生產。
四、影響穩(wěn)定性的因素與性能特點
分光光度計的穩(wěn)定性受到多方面因素的影響。既有儀器內部光源、氣路、燃燒器和霧化器霧化效率等方面的原因，也有外部環(huán)境和操作人員的操作方法及技術水平等方面的原因。對不同性質的試樣，通過選擇適合的光源強度、空氣一乙炔火焰狀態(tài)，合理調節(jié)儀器內部的各種參數(shù)，同時加強對實驗室環(huán)境管理和操作人員的技能培訓，可以有效改善儀器穩(wěn)定性和分析結果的可靠性。
在性能方面，分光光度計具有良好的基線穩(wěn)定性。電學系統(tǒng)經過周密合理的設計，放大器全部采用線性集成電路，增設了二級有源濾波電路，燈電源穩(wěn)流供電方式，設有零保持電路，確保儀器讀數(shù)有良好的基線穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準確性。同時，由于基線穩(wěn)定，噪音小，火焰及噴霧噪音小，保證了分析結果測量的高精密度。原子吸收光譜分析具有檢出限低、準確度高、選擇性好、分析速度快、應用范圍廣等優(yōu)點。
五、發(fā)展趨勢
隨著科學技術的不斷進步，原子吸收分光光度計也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。未來，它將朝著更高靈敏度、更高自動化程度、更智能化的方向發(fā)展。進一步提高儀器的檢測限，實現(xiàn)對更微量元素的準確測定；加強儀器的自動化程度，減少人工操作帶來的誤差，提高分析效率。隨著各領域對微量及痕量元素分析需求的不斷增長，原子吸收分光光度計將繼續(xù)在科學研究和生產實踐中發(fā)揮重要作用，為各行各業(yè)提供準確、可靠的分析數(shù)據(jù)支持。
