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自 20世纪 60年代初第一台原子吸收光谱仪（AAS）商业化以来，越来越需要一种更好、速度更快、性能更高、易于操作和更为灵活的痕量元素分析仪器。一个保守的估计显示，目前原子谱（AS）仪器如原子吸收、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）的销售收入每年超过 5亿美元。随着技术的改进，一些更精密的设备和更易操作的软件已迅速涌现。随着生产仪器和取样附件的厂家越来越多，用户很难决定选择哪一种技术。 图1 原子吸收、原子发射、荧光和质谱的简单示意图 要选择最合适的仪器，对于特殊的分析问题，重要的是要确切知道问题所在以及如何解决。例如，如果需要监测铜电镀槽中百分水平的铜，而且每变换一次只能监测一次，那么选择快速超痕量多元素技术如 ICP-MS并不合适。对于此类分析采用单元素分析技术如 FAA就足够了。尽管这个例子可能有所夸张，但应注意对每一种应用问题只有一种昀好的原子谱技术。选择技术时，重要的是不仅是要理解应用问题，而且要了解这种技术应用于解决问题的优缺点。但是，各种主要的原子谱技术有许多相似之处，因此对于一些应用很可能有不止一种技术适合。基于此，主要在于选择设备时要展开一项详细的评价过程。 首先，简要回顾一下最常用的原子谱技术——原子吸收、ICP发射光谱和ICP质谱。每种技术都有多种不同之处，但基本上原子吸收的原理是在火焰或电热原子化器（有时指的是石墨炉或GFAA）中生成自由电子（感兴趣元素的电子），测量吸收特定波长光源的光的强度。电感耦合等离子体发射的原理是采用等离子体中激发态的原子，当激发态的原子转变为基态时测量原子发射出来的光子的数量。ICP质谱是采用等离子体生成的离子，以特定荷质比测量生成的离子的数量。图1为原子吸收、原子发射、荧光和质谱的简单示意图。 火焰原子吸收 火焰原子吸收主要是一种单元素分析技术，使用火焰生成基态原子。样品通过雾化器和雾室喷射到火焰中。样品的基态原子从某一特征元素的空心阴极灯吸收特定波长的光。用单色器（光学系统）测量被吸收的光的数量，用光电倍增管或固态检测器检测，将光子转换成电脉冲。这种吸收信号被用来测定样品中元素的浓度。火焰型AA一般采用2～5 mL/min的液态样品，检出限可达ppm级。 电热原子化 电热原子化也是一种单元素分析技术，虽然现在也有多元素仪器。除了火焰是由小的热钨丝或石墨管替代之外，其工作原理与FAA相同。其他主要区别在于是将非常少量的样品（一般为50uL）自动注射到灯丝上或石墨管中，而不是通过雾化器和雾室喷射。由于基态原子比火焰的面积更小，更多原子被吸收。因此ETA的检出限约比FAA好100倍。 径向观测ICP发射光谱 ICP-OES是一种多元素分析技术，使用传统的径向（侧面观测）电感耦合等离子体激发基态原子，发射出某一特征元素的特定波长的光子。由高分辨光学系统和光敏检测器系统测量某一特征元素波长处产生的光子的数量。这种发射信号直接与样品中元素的浓度相关。ICP的分析温度大约为6,000～7,000 K，而FAA一般为2,500～4,000 K。径向ICP测量大多数的元素能够达到FAA相似的检出限，但对耐火材料和稀土元素提供更好的性能。ICP-OES样品提升量约为1 mL/min。 轴向观测ICP发射光谱 除了等离子体是轴向观测（端面观测）外，原理与径向ICP-OES相同。它的优点是检测器可以采集更多的光子，因此检出限要比径向观测好2～10倍，这由仪器的设计决定的。缺点是用轴向ICP能够观测到更严重的基体干扰。样品提升量与径向观测ICP-OES相同。 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）/ 反应池或扇型磁场技术相结合，对很多种元素ICP-MS的检出限现在可以达到ppq量级。 图2主要原子谱技术的典型的检出限范围 2．分析工作范围 图3 主要的原子谱技术的分析工作范围 分析工作范围可以认为是浓度范围，在此范围内不用对仪器重新校正能够获得定量的结果。根据估计的待测元素的浓度选择具有一定分析工作范围的技术，将含有不同待测元素浓度的样品一起进行分析，可以缩短分析时间。例如，ICP-MS以前被认为只是一种超痕量分析技术，现在可以处理浓度低至ppt到高至ppm水平的样品。宽的分析工作范围能够降低样品处理要求，减少误差。也必须强调的是，虽然径向和轴向ICP-OES的动态范围相同，但轴向ICP的工作范围大约要小一个量级，这是因为它的检出限改善了2～10倍。然而，现在市场上有一种综合系统，具备轴向和径向观测的优点。图3给出了典型的分析工作范围。 3．样品通量 样品通量为每单位时间内可被分析的样品（或被测定的元素）的数量。对大多数仪器而言，以一定的检出限或能要求达到最佳精密度进行的分析所花的时间