原子吸收光谱法的原理:
蒸汽中待测元素的气态基态原子会吸收从光源发出的被测元素的特征辐射线,具有一定选择性,由辐射减弱的程度求得样品中被测元素的含量。
当辐射通过原子蒸汽,且辐射频率等于原子中电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量的频率时,原子从入射辐射中吸收能量,产生共振吸收。
原子吸收光谱是由于电子在原子基态和第一激发态之间跃迁产生的。每一种原子的能级结构均是独特的,故原子有选择性的吸收辐射频率。因此,在所有情况下,均可产生反映该种原子结构特征的原子吸收光谱。
原子吸收光谱检测方法
1、氢化物发生法
氢化物发生法适用于容易产生阴离子的元素,如:
Se、Sn、Sb、As、Pb、Hg、Ge、Bi等,
这些元素一般不采取火焰原子化法检测,而是用硼氢化钠处理,因为硼氢化钠具有还原性,可以将这些元素还原成为阴离子,与硼氢化钠中电离产生的氢离子结合成气态氢化物。
如土壤监测中运用流动注射氢化物原子吸收检测河流中所含的沉积物汞和砷,经过试验后,检出砷限为2ng/L,精密度为1.35%至5.07%,准确度在93.5%至106.0%;检出汞限为2ng/L,精密度为0.96%至5.52%,精准度在93.1%至109.5%。这种方法不仅快速、简便,且准确度和精密度非常高,能更好的测试和分析环境样品。
2、石墨炉原子吸收光谱法
石墨炉原子吸收光谱法是一种用电流加热原子化的分析方法。横向加热石墨炉解决了温度分布不均匀的问题。石墨炉原子化的出现非常之重要,对于火焰原子化有着较为明显的优越性,与火焰原子化技术对比,灵敏度提高到3到4个数量线,达到了10-12至10-14g的灵敏度,但是石墨炉原子吸收光谱法还是存在一定的局限性:
P重现性还没有火焰法高,当待测样品比较复杂时,产生的结果会有很大的误差。
3、火焰原子吸收光谱法
目前,火焰原子吸收光谱法还是应用最为广泛的方法。因为其对大多数的元素都适用,而且具有速度快,成本低,操作简单,结果误差不大的优势。
在实验室中,大多采用空气-乙炔火焰,温度约为2300摄氏度,并不能完全融化所有元素,所以在后续的实验中将空气改为了预混合氧,提高氧气的含量来使火焰温度升高。再后来有人提出火焰改为氧化亚氮-乙炔,这种火焰最高温度可达3000摄氏度,能有效解决大多数难融元素的问题。
用原子吸收光谱法进行样品的分析确实是一种简便且易掌握的分析方法,但决不是一种精密度很高的分析方法,其主要原因是原子吸收光谱仪的干扰因素多,如用火焰原子吸收进行分析时,火焰的波动、溶液提升量等;用石墨炉原子吸收进行分析时,石墨管的质量、光谱干扰等因素是不易控制的。
经典问题
一、对于各种样品都有最适应它的分析方法,要了解原子吸收光谱法的应用范围,考虑它的适应性。
众所周知,石墨炉原子吸收的绝对检出限值是很高的,单从这一点来看,有人错误地认为浓度高的样品用石墨炉原子吸收法也能够测定,或者错误地认为石墨炉原子吸收法测定的动态范围很宽,并有很高的精度。
例如:
一个厂家在购买仪器时,认为还是检出限指标好的仪器好,觉得能测定低浓度的溶液当然也就一定能够测定高浓度的溶液。但是,当买回仪器一用才明白,这种判断是错误的,对于高浓度的溶液必须稀释到适当的浓度范围才能测定。因此,对于高浓度样品的测定来说,选用高精度的测定方法,如选用分光光度法比选用原子吸收法进行测定要好。这是因为原子吸收光谱法是测量光的吸收,而吸收线和空心阴极灯的发射线的半宽度之比不过10左右,所以不能像发射光谱法那样,同时测定浓度范围很宽的样品。
二、绘制正确的工作曲线。
由于原子吸收法的线性范围窄,因此绘制正确的工作曲线就显的尤为重要。在做工作曲线时要注意以下几点:
1、绘制一条工作曲线至少要取5至7点,并且每一个点要重复测定两次或多次,直到平行样的测定值满足要求后,再进行下一个点的测定。
2、标准样品和待测样品必须使用相同的溶剂系统。
3、工作曲线所选用的浓度范围要包括待测样品的浓度。原子吸收法较理想的线性范围在吸光度的0.1~0.5之内,如浓度再高,标准曲线就显著地弯曲了。所以,原子吸收法只能比分光光度法测定的浓度范围更窄。作为补救的方法之一,就是把各种灵敏度不同的吸收线连接起来使用,以实现宽浓度范围的测定。然而,这种方法不太适用吸收线少的碱金属和碱土金属元素,只能勉强适用于铅、铜、铁、锰、铂等元素。作为另一种补救的方法是在工作曲线开始弯曲的地方多加测几个点,以便绘制正确的工作曲线,也可用一元二次方程绘制工作曲线。
三、样品稀释对分析结果的影响
原子吸收在水质检测领域中常用到的是火焰原子吸收和石墨炉原子吸收两种分析方法。由于两种方法的灵敏度不同,因此,应根据样品的浓度范围选择相应的分析方法。
同一项目不同的仪器其工作范围是不同的。在作样品之前,首先应清楚自己使用的仪器的工作范围。如果,样品的浓度范围不在自己仪器工作范围之内,那么就要考虑稀释样品,使稀释后样品的浓度范围在仪器工作范围之内。值得注意的是:稀释的倍数不易过大,用石墨炉原子吸收进行检测时这一点尤为重要。这是因为石墨炉原子吸收的灵敏度很高,所用的蒸馏水、去离子水及酸中必然含有杂质,这就会产生测量误差。
四、酸对测定的影响
1、对空白值的影响,几年前,在用石墨炉原子吸收光谱法做铅的标准曲线是,突然发现,空白值一下高出许多。当时怀疑是容器污染了,又重新洗容器,重新配制空白溶液(用1%HNO3的去离子水做空白值的测定),结果仍然如此,重新更换石墨管也不起作用。经过反复试验,最终发现是硝酸的干扰[1]。当时用的硝酸是新开启的,并且与上次用的不是一个生产厂家。
2、对灵敏度的影响,由于一些生产厂家生产的硝酸中含杂质的量比标签上所标注的量要高,在用石墨炉原子吸收光谱法测定时,使测定的灵敏度降低。如遇到此情况,重新更换硝酸,或在水样前处理过程中,尽可能少用或不用硝酸。
由于不同生产厂家生产的酸,杂质的含量是不相同的。因此,在用石墨炉进行水样分析时,一定要注意:配标准系列所加的酸与水样中所加的酸一定是同一厂家同一批号的酸,只有这样才能把酸对标准系列测定和对水样测定的误差控制在同一水平线上。这一点在石墨炉原子吸收分析中尤为重要。
注意事项:
总之,利用原子吸收光谱法进行样品分析时,一方面要对仪器的性能有足够的认识;另一方面要在实际中不断总结经验,提高分析技巧。只有这样,才能取得令人满意的分析结果。
实验室常见仪器设备操作规程
仪器设备操作规程
为规定实验室内仪器设备使用及管理,保证检测工作的正常进行,必须制定实验室常见仪器设备操作规程。该制度适用于实验室内所有仪器设备的购置、使用、维护、故障处理、报废与管理工作。
1、超净工作台操作规程
标准:
A.根据环境的洁净程度,可定期(一般2~3个月)将粗滤布拆下清洗予以更换;
B.定期(一般为一周)对超净工作台环境进行灭菌,同时,经常用纱布沾上酒精或丙酮有机溶剂将紫外杀菌灯外表面揩擦干净,保持表面清洁,否则会影响杀菌效果;
C.当加大风机电压不能使操作风速达到0.32m/s时,必须更换高效空气过滤器;
D.更换高效空气过滤器时可打开顶盖,更换时应注意过滤器上的箭头标志,箭头指向即为层气流流向;
E.更换高效空气过滤气后,应用尘埃粒子计数器检查四周边框密封是否良好,调节风机电压,使操作平均风速保持在0.32~0.48m/s范围内,再有用Y09-4型尘埃粒子计数器检查洁净度。
操作规程:
A.使用工作台时,应提前1小时开机,同时开启紫外灭菌灯,处理操作区内表面积累的微生物,三十分钟后关闭杀菌灯;
B.新安装的或长期未使用的工作台,使用前必须对工作台和周围环境先用超净真空吸尘器或用不产生纤维的工具进行清洁工作台,再采用药物灭菌法和紫外线灭菌法进行灭菌处理;
C.操作区内不允许存放不必要的物品,以保持操作区的洁净气流流型不受干扰;
D.操作区内应尽量避免作明显扰乱气流流型的动作;
E.操作区内的使用温度不得大于60℃。
2、冰箱操作规程
使用标准:
A.在冰箱接入电源之前,请仔细核对冰箱的电压范围和电源电压是否相等;
B.冰箱必须有干燥的接地,如果电气线路没有接地,那么必须请电工将冰箱单独接地;
C.不可将汽油、酒精、胶粘剂等易燃、易爆品放入冰箱内,以免引起爆炸;
D.冰箱不能在有可燃性气体的环境中使用,如发现可燃气体泄漏,千万不可拔去电源插头,关闭温控器或灯开关,否则会产生电火花,引起爆炸;
E.切勿用水喷洒冰箱顶部,以免使电气零件受损,发生危险;
F.清洁保养及搬动冰箱时必须切断电源,并小心操作,不让电气元件受损;
G.冰箱应放置在平坦、坚实的地面上,如放置不平,可调节箱底平脚;
H.冰箱应放置在通风干燥,远离热源的地方,并避免阳光直射;
I.冰箱在一般使用时,会结霜,当结霜特别严重时,可关机或关掉电源进行人工化霜,必要时可打开柜门加速霜层融化;
J.当冰箱搁置不用时或长时间使用箱内出现异味时,必须进行清理;
K.不可用酸、化学稀释剂,汽油、苯之类物品清洗冰箱任何部件;
L.箱内不要放熟的食品,热的仪器必须冷却至室温后,再放入箱内。
操作规程:
A.首次通电或长时间不用重新通电时,由于箱内外温度接近,为迅速进入冷藏状态,可把温度调至最冷处,待冰箱连续运行2~3小时,箱温降低后,再将温度调至适当位置;
B.在使用中,不要经常调动温度控制器。
3、电子天平操作规程
操作规程:
A.将电子天平置于稳固、平整的台面上;
B.插上电源,打开开关;
C.开机时,秤托盘上不能有重物,待显示稳定后,将空容器放在秤盘上,但其重量不能超出最大称量,按去皮键回零;
D.加入所需样品后,显示数值即为样品重;
E.称量完毕,将天平先置零,再关闭开关,拔掉电源;
F.用干布或干刷子将天平打扫干净,放归原位(避免与水接触);
G.天平要经常用配备的砝码进行校准;
H.天平内应放置适量的干燥剂(如,硅胶等)。
4手提式高压蒸汽灭菌器操作规程
操作规程:
A.堆放:
将要消毒的物品包扎好后顺序地放置在消毒桶内的筛板上并在包与包之间留有适当的空隙,以利于空气逸去与蒸汽穿透;
B.加水:
在消毒器身内加水量超出发热圈3~5cm高,水在消毒过程中会逐渐蒸发,水面随之相应降低,以致每次消毒完毕后,若继续使用,应将水重新加足,避免器身底无水开裂而报废;
C.密封:
将消毒桶放入器身内,此时水应不倒流入消毒桶内,盖上消毒器盖,注意将软管插入消毒桶槽内,盖上螺柱紧固槽应与主体的螺柱槽对正,然后顺序的将相应方位的翼形螺母均匀的旋紧,使盖与器身密合;
D.加热:
将消毒器放在热源上加热,开始时将放气阀摘子放在垂直方位处于放汽状态,消毒器内冷空气会随着加热由阀孔逸去。当水煮沸后有一股较急的蒸气冲击,此时,将放气阀摘子处于关闭状态。消毒器内压力随着加热而上升,并在压力表上指示出来;
E.消毒:
当消毒器内压力达到所需范围时,适当调整热源,使它维持恒压,并开始计算消毒时间,按不同的物品和包装维持所需的消毒时间;
F.干燥:
敷料、器械和器皿等消毒后需要干燥的,可在消毒终了时,立即将消毒器内的蒸汽由放气阀(或于安全阀)排去,当压力表指针回复至零位后,稍待一分钟,将其打开,并继续加热5分钟,这样能使物品达到干燥;
G.冷却:
溶液和培养基等若在消毒终了时立即放汽,会因压力突然降低而剧烈沸腾发生瓶子爆破或溶液溢出等严重事故,所以在消毒终了时不应立即放汽,应首先将热源熄灭,或从热源上移开,使它自然冷却,一般20~30分钟后就使锅内压力因冷却而下降至零位,等压力表回到零位,数分钟后将放汽阀门开放和打开盖子。
注意事项:
A.始终应保证消毒器内有足够的水量,每次消毒后应将消毒桶筛板下面积聚的冷凝水倒出;
B.待灭菌的溶液或培养基应装在耐热或硬质玻璃瓶内,不要装得太满,一般装到容器的1/2~3/4容积,瓶口用棉花塞、牛皮纸线绳包扎好;
C.使用时,操作人员应经常观察压力表指针值,一旦发现压力表指针超过0.165MPa,安全阀仍不能自动排气时,应立即切断电源,协调工程科相关人员对安全阀进行修理;
D.若压力表回复至零位,桶内仍不能开启,可能是因内部真空原因所致,此时可以开启放气阀,使外界空气入内,消除真空,即能将盖开启;
E.压力表使用日久后会使读数不正确,应加检修,检修后应与标准压力表对照,若仍不正常,应更换新表;
F.平时应保持消毒器清洁干燥,可以延长使用寿命。
5、电热恒温水浴锅操作规程
操作规程:
A.锅内加适量水,以浸没电热管3~5cm;
B.接通电源,温度旋钮调到所需温度的指示处,开启电源,注意检查指示灯是否正常工作(即,灯亮表示加热),当加热到所需温度时(以锅上的温度计所指示温度为准),红灯灭绿灯亮,进行恒温加热;
C.温度调节旋钮所指示的数值,并非为实际温度值,实际温度值以温度表所指示数值为准,因此,在加热过程中应根据温度表的指示,反复调节温度旋钮的数值,直到恒温为止;
D.经常观察锅内的水量,若水量接近电热管平面时,应及时补充水量,以防水位低于电热管,形成干烧损坏设备;
E.使用日久后,要对形成的水垢进行清除。
6电热恒温水浴锅操作规程
操作规程:
A.开启水源,使冷却水器内有水流入杯内,并调整水流大小(水流过大,要溢出;过小则起不到冷却与补充蒸馏水器中所需的水量)。当锅内水位到观察口时,即可开启电源,进行制水;
B.制水过程中应有专人照看,随时注意冷却水流量的大小,防止因水过大而溢出,水流过小或断水会烧坏蒸馏水器;
C.停止制水时要先关闭电源,冷却水源30分钟(冷却至桶体不烫后即可关闭冷却水源)后再关闭。每次用后将蒸馏水器中的水从排水口放出,减少水垢的生成;
D.蒸馏水器在使用一定时间后,要对加热锅内壁及加热管进行检查,及时清除水垢,以保证制水能力;
E.贮水箱内如有铁锈,应及时打扫清除。
7、双目生物显微镜操作规程
操作规程:
A.电源,将灯源插头插入插座内,开启光源开关;
B.将标本放置于移动台上,用标本夹板夹紧,扳动辅助镜手柄,打开孔径光阑;
C.并在标本上滴入香柏油一滴,并将油镜头旋转至固定卡口进行观察;
D.慢慢旋转粗调手轮,使移动台上升,在适当接近标本时,一方面用眼观察视场,另一方面利用粗调手轮缓慢向下或向上调焦,直到视场中出现模糊细菌图像后再用微调手轮直至把细菌形状调节清晰,然后停止微调;
E.观察结束后,切断电源,抬起物镜。先用擦纸擦去镜头上的香柏油,再用沾有二甲苯的擦镜纸擦一遍,最后再取干净的擦镜纸擦净;
F.旋转粗调手轮,将移动台降至最低固定位置,将镜头旋转至“八”字形固定卡口位置;
G.用塑料套将其罩没,轻轻放回箱中。
注意事项:
A.标本表面滴上的香柏油不可太多,否则影响观察效果;
B.在旋转粗调手轮,移动台上升或镜头下降接近标本时,必须小心调节,仔细观察,以免碰坏镜头,造成损失;
C.显微镜使用或存放,必须避免灰尘、潮湿、过冷、过热及有酸有碱的蒸气,存放的箱中应有硅胶干燥剂防潮;
D.透镜表面有垢时,可用清洁擦镜纸沾少量二甲苯揩拭,切忌用酒精,否则,透镜下的胶将被溶解;
E.显微镜结构精密,零件决不能随意拆卸。
8、电热恒温培养箱操作规程
操作规程:
A.使用前开启箱门,将感温探头头部的保护帽去掉,放置好试件,关闭箱门;
B.接通电源,检查仪器是否通电、漏电、温控仪是否正常;
C.使用时,将仪器控温器调节至所需的温度,并拧开箱顶的气阀,并将经过校准的温度计插入气顶内,以此对照电热恒温培养箱的温控仪是否完好;
D.将物品放入,注意不要将温度计和温控仪的探头弄坏;
F.使用完毕后,应将仪器进行打扫干净;
G.若长时间不用,请将箱顶气阀关闭,并将保护帽套好。
9、电热恒温干燥箱操作规程
操作规程:
A.使用前开启箱门,将感温探头头部的保护帽去掉,放置好试件,关闭箱门;
B.接通电源,检查仪器是否通电、漏电、温控仪是否正常;
C.使用时,将仪器控温器调节至所需的温度,并拧开箱顶的气阀,并将经过校准的温度计插入气顶内,以此对照电热恒温培养箱的温控仪是否完好;
D.将物品放入,注意不要将温度计和温控仪的探头弄坏,同时需要打开鼓风装置;
E.当温度升到规定温度时,开始计时;
F.当物品达到所需时间时,切断电源,让其自然冷却;
G.用毕后,取出仪器并将仪器进行打扫干净;
I.若长时间不用,请将箱顶气阀关闭,并将保护帽套好。
10、马弗炉操作规程
操作规程:
A.接通电源,将马沸炉在相对低的温度(100℃)下进行预热十分钟;
B.将所需高温的物品放入相应的坩埚中;
C.调节温度按钮至所需温度,达到温度后,将装有物品的坩埚用专用钳送入炉堂内,并迅速关闭炉门;注意手不得进入炉堂以免烫伤,必要时需戴好防护手套;
D.如需要中途调温,应小心调节,手不得接触炉体,以免烫伤;
E.如需中途将物品取出时,需用专用钳取出,同时面部应避于一旁,以免高温灼伤脸部。
注意事项:
A.使用中,周围不得放有易燃易爆物品,更不得将易爆物品放入炉中;
B.马弗炉必须放在通风较好的地方,以免产生的灰尘污染其它仪器;
C.在使用时,需有人在旁观察,以免发生异常情况。
11、马弗炉(高温炉)操作规程
操作规程:
A.将分光光度计接通电源预热二十分钟;
B.将温度旋钮调至当时室内所示温度的刻度;
C.通过打开和关闭吸光室的盖子,进行调节“零”和“满度”旋钮;
D.重复调节,直至两个旋钮不再调动为止;
E.将标准液/样液分别加入已用相应的标准液/样液洗过的比色皿中并将比色皿外部的液体用吸水纸吸干,尤其是光滑面需用吸水纸擦拭干净;
F.将比色皿放入吸光室内,并盖好盖子,进行读数;
G.读数完毕,将仪器擦拭干净并将比色皿用蒸馏水进行清洗。
12、pH计操作规程
操作规程:
A.电源线插入电源插座,按下电源开关,预热30min;
B.把选择开关旋钮调到pH档,并调节温度补偿旋钮,使旋钮指示线对准溶液温度值;
C.在测量电极插座处拨去短路插座;
D.用蒸馏水清洗电极,清洗后用滤纸吸干;
E.在测量电极插座处插上复合电极;
F.标定:一般来说,仪器在连续使用时,每天要标定一次;
1)把斜率调节旋钮顺时针旋到底(即调到100%位置);
2)把清洗过并吸干的电极插入pH=6.86的缓冲溶液中;
3)调节定位调节旋,使仪器显示读数与该缓冲溶液当时温定下降时的pH值相一致(如用混合磷酸定位温度为10℃时,pH=6.92);
4)用蒸馏水清洗过的电极,再插入pH=4.00(或pH=9.18)的标准溶液中,调节斜率旋钮使仪器显示读数与该缓冲溶液中当时温度下的pH值一致;
5)重复如上1~4直至不用再调节定位或斜率两调节旋钮为止。
G.测量:将电极插入样液内,待显示屏上的数字不再跳动为止;
H.读数;
I.测量完毕,关闭电源。
13、酶联免疫检测仪操作规程
操作规程:
A.机器开启后,自检后,根据提示,输入密码后按输入键进入机器的操作界面;
B.按编辑菜单里面的程序设置,进行新的试验程序的编辑;
C.阈值设置;
D.报告种类设置;
E.标准品设置;
F.试验模式的设定;
G.试验名称的设置;
H.时间设置:在此界面可设置年、月、日以及具体时间:小时,分钟,秒等。
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