如何快去区分AAS、AES与AFS？

赵敏 0 2022-08-16

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AAS(原子吸收光谱)、AES(原子发射光谱)、AFS(原子荧光光谱)是三种常见的光谱分析技术，在食品、化工、环境等领域具有广泛的用途，由于其原理相近，结构类似，很多初学者对于这三种技术难以参透，本文就带大家辨一辨这“光谱三兄弟”。

AAS(原子吸收光谱)、AES(原子发射光谱)、AFS(原子荧光光谱)是三种常见的光谱分析技术，虽然原理相近、结构相似，但是在原理、主要特点和适用范围上还是有差异的。

AAS(原子吸收光谱)

基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光的吸收为基础的分析方法。当元素的特征辐射通过该元素的气态基态原子区时，部分光被蒸气中基态原子共振吸收而减弱，通过单色器和检测器测得特征谱线被减弱的程度，即吸光度，根据吸光度与被测元素的浓度成线性关系，从而进行元素的定量分析。

主要特点：

1、灵敏度高，火焰原子法，ppm级，有时可达ppb级;石墨炉可达10-9~10-14(ppt级或更低)。

2、准确度高，分析速度快：测定微、痕量元素的相对误差可达0.1%～0.5%，分析一个元素只需数十秒至数分钟。

3、选择性好，方法简便：由光源发出特征性入射光很简单，且基态原子是窄频吸收，元素之间的干扰较小，可以测定大部分金属元素。

应用范围：

可直接测定岩矿、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织等试样中70多种微量金属元素，还能用间接法测度硫、氮、卤素等非金属元素及其化合物。该法已广泛应用于环境保护、化工、生物技术、食品科学、食品质量与安全、地质、国防、卫生检测和农林科学等各部门。

AES(原子发射光谱)

原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8 s），迅速回到基态时，就要释放出多余的能量，若此能量以光的形式出显，即得到发射光谱（线光谱）。

主要特点：

1、多元素检测，分析速度快。

2、检出限低，10～0.1mg×g-1(一般光源);ng×g-1(ICP—电感耦合等离子体光源)。

3、准确度较高，5%～10% (一般光源); <1% (ICP) 。

4、试样消耗少(毫克级)，适用于微量样品和痕量无机物组分分析，广泛用于金属、矿石、合金、和各种材料的分析检验。

局限性：非金属元素不能检测或灵敏度低。

使用范围：

AES在地质、冶金、机械、环境、材料、能源、生命及医学等领域得到广泛应用，是现代仪器分析中重要的方法之一。

AFS(原子荧光光谱)

介于原子发射(AES)和原子吸收(AAS)之间的光谱分析技术，通常情况下，原子处于基态。当相当于原子中的电子由基态跃迁到激发态所需要的辐射频率通过原子蒸气，原子就能从入射辐射中吸收能量，产生共振吸收，从而产生吸收光谱。原子吸收分析就是利用基态原子对特征辐射的吸收程度的，常使用最强吸收线作为分析线。

主要特点：

1、灵敏度高，检出限较低。采用高强度光源可进一步降低检出限，有20种元素优于AAS。

2、谱线简单，干扰较少，可以做成非色散AFS。

3、校正曲线范围宽(3~5个数量级)。

4、易制成多道仪器(产生的荧光各个方向发射)——多元素同时测定。

局限性：荧光淬灭效应、复杂基体效应等可使测定灵敏度降低；散色光干扰；可测量的元素不多，应用不广泛(主要因为AES和AAS的广泛应用，与它们相比，AFS没有明显的优势)。

适用范围：

随着有关原子荧光的国家、行业、部门的检测标准的建立，原子荧光光谱仪的应用范围越来越大。如地质、冶金、化工、生物制品、农业、环境、食品、医药医疗、工业矿山等领域。

但主要还是这11种元素的检测：As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8个元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态组分，Hg形成原子蒸气。

AAS、 AES、 AFS 三者之间的异同点：

方法		原子吸收光谱法	原子发射光谱法	原子荧光光谱法
不同点	原理	吸收光谱基态原子吸收特征谱线,产生吸收光谱	发射光谱基态原子在一定条件下受激发后,发射特征谱线	发射光谱基态原子吸收光能被激发,再跃迁到基态，同时发射特征谱线(荧光)
	定量依据	A = KC	I=ac^b或lgI=lga+ blgc	If=KC
	光源	锐线光源(空心阴极灯)	激发光源（直流电弧、交流电弧、高压火花、ICP)	高强度空心阴极灯和无极放电灯
	激发方式	原子化系统	激发光源	原子化系统
	组成部件	光源-原子化器-单色器-检测器	光源-分光系统-检测系统	光源-单色器-原子化器-单色器-检测器
	排列顺序	所有部件排成直线	所有部件排成直线	光源与检测器垂直
	应用	微量元素定量（化工、水土、生物、环境）	元素定性、定量、半定量（冶金、采矿）	元素定性，微量、痕量元素定量（超纯物质中杂质分析）
	局限性	只能用于确定元素的组成与含量，不能给出物质分子结构、价态、和状态等信息②不能用于分析有机物和一些非金属元素	测每一种元素要用专用的灯②难熔元素、非金属元素测定困难③不能同时多元素	散射光影响较严重，在一定程度上限制了该法的普及和发展测定元素不多（14种）
相同点	光谱类型	都是原子光谱（线光谱）
相同点	应用	都是进行元素分析