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原子吸收光谱仪火焰法检测细胞内重金属含量一、实验目的1.掌握原子吸收光谱仪的使用方法2.掌握生物体内重金属含量测定方法二、实验原理2.1原理原子吸收是一个受激吸收跃迁的过程。
当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中外层电子由基态跃迁到较高能态所需能量的频率时，原子就产生共振吸收。
原子吸收分光光度法就是物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性的吸收，使透过原子蒸气的入射幅度强度减弱，其减弱程度与蒸气相中该元素的原子浓度成正比。
当实验条件一定时，蒸气相中的原子浓度与试样中该元素的含量（浓度）成正比。
因此，入射辐射减弱的程度与试样中该元素的含量（浓度）成正比。
定量关系式是：A=lg（I0/I）=KcL式中：A是吸光度；I0是入射辐射强度；I是透过原子蒸气吸收层的透射辐射强度；K是吸收系数；c是样品溶液中被测元素的浓度；L是原子吸收层的厚度。
2.2 测定方法2.2.1标准曲线法原子吸收光谱分析是一种相对测定方法，不能由分析信号的大小直接获得被测元素的含量，需要通过一个关系式将分析信号与被测元素的含量关联起来。
校正曲线就是用来将分析信号（即响应信号）转换为被测元素的含量（或浓度）的“转换器”，此转换过程称为校正。
之所以要进行校正，是因为同一元素含量在不同的试验条件下所得到的分析信号强度是不同的。
校正曲线的制作方法是，用标准物质配制标准系列溶液，在标准条件下，测定各标准样品的吸光度数值Ai，以吸光度Ai（i = 1，2，3，4，5…）对标准样品的含量ci（i = 1，2，3，4，5…）绘制校正曲线I=f（c）。
在相同条件下，测定待测样品的吸光度Ax，根据被测元素的吸光度Ax从校正曲线求得其含量cx。
三、实验步骤1.配置标准溶液梯度配置重金属标准溶液0mg/L、0.5mg/L、1mg/L、1.5mg/L、2mg/L2.样品消解与过膜将在重金属溶液中培养3天的细菌离心，过滤，过0.2μm滤膜，消解稀释2000倍待测。
第四章 原子吸收光谱法——又称原子吸收分光光度法§ 原子吸收分光光度法（AAS ）概述概述 1、定义原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。
2、特点灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数目比激发态多得多，故灵敏度高。
检出限可达 10—9 g /mL (某些元素可更高 ) 几乎不受温度影响：由波兹曼分布公式0q E q q KTN g eN g -=知，激发态原子浓度与基态原子浓度的比值q N N 随T ↗而↗。
在原子吸收光谱法中，原子化器的温度一般低于3000℃，此时几乎所有元素的1%q N N =。
也就是说，q N 随温度而强烈变化，而0N 却式中保持不变，其浓度几乎完全等于原子的总浓度。
较高的精密度和准确度：因吸收线强度受原子化器温度的影响比发射线小。
另试样处理简单。
RSD 1~2%，相对误差~%。
选择性高：谱线简单，因谱线重叠引起的光谱干扰较小，即抗干扰能力强。
分析不同元素时，选用不同元素灯，提高分析的选择性应用范围广：可测定70多种元素（各种样品中）。
缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时多元素分析。
3、操作①将试液喷入成雾状，挥发成蒸汽；②用镁空心阴极灯作光源，产生波长特征谱线；③谱线通过镁蒸汽时，部分光被蒸汽中基态镁原子吸收而减弱；④通过单色器和检测器测得镁特征谱线被减弱的程度，即可求得试样中镁的含量. 4、原子吸收光谱分析过程确定待测元素。
选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。
试样在原子化器中被蒸发、解离成气态基态原子。
特征谱线穿过气态基态原子，被吸收而减弱，经色散系统和检测系统后，测定吸光度。
根据吸光度与浓度间线性关系，定量分析。
5、与发射光谱异同点①原子吸收光谱分析利用的是原子的吸收现象，发射光谱分析则基于原子的发射现象；②原子的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠的概率就小得多；③原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都好。
原子吸收教案范文《原子吸收教案》一、教学目标：1.了解原子吸收光谱的基本原理和应用；2.掌握原子吸收光谱仪的基本构成和操作方法；3.学会使用原子吸收光谱测定样品中的金属元素。
二、教学内容：1.原子吸收光谱的基本原理1.1原子光谱的基本知识a)原子能级结构和能级跃迁；b)光的发射和吸收；c)布居态和激发态的概念。
1.2原子吸收光谱的特点和应用领域a)原子吸收光谱的波长选择；b)原子吸收光谱的灵敏度和选择性；c)原子吸收光谱在环境监测、食品安全和医学等领域的应用。
2.原子吸收光谱仪的基本构成和操作方法2.1原子吸收光谱仪的构成和工作原理a)溶液进样系统；b)光源；c)激发系统；d)吸收系统；e)信号检测系统。
2.2原子吸收光谱仪的操作步骤a)仪器准备和预热；b)样品准备和进样；c)谱线选择和调谐；d)吸收检测和结果分析。
3.实验操作：使用原子吸收光谱测定样品中的金属元素3.1实验步骤a)样品的制备：将不同浓度的金属溶液稀释至适宜测试范围；b)进样和调谐：将样品进样到原子吸收光谱仪中，并调谐至所测金属的波长；c)吸收检测和结果分析：测定样品中金属元素的吸收峰强度，并根据标准曲线计算出样品中金属元素的浓度。
3.2实验要点a)样品的制备要求：样品应保持均匀和稳定，以便获得准确的结果；b)进样和调谐要注意波长选择和谱线的优化；c)吸收检测要保证仪器和采样的稳定性。
3.3实验数据处理a)使用标准曲线法计算出样品中金属元素的浓度；b)绘制标准曲线并进行线性拟合。
三、教学方法：1.讲授法：通过讲述原子吸收光谱的基本原理和仪器构成，让学生建立起相关概念和理解；2.示范法：通过示范操作原子吸收光谱仪，展示操作步骤和技巧；3.实践法：通过实验操作，让学生亲自操作原子吸收光谱仪，培养实践能力和数据处理能力。
四、教学评估：1.实验操作的评估：根据学生实验操作的准确性和结果的准确性进行评估；2.理论知识的评估：通过考试或小测验，检验学生对原子吸收光谱的理论知识的掌握程度；3.实验报告的评估：评估学生对实验结果的处理和分析能力，以及对实验操作要点的理解程度。
第七章原子吸收分光光度法第一节原子吸收分光光度法的基本原理第二节原子吸收分光光度计第三节干扰及其消除第四节原子吸收光谱法的几种常用的定量方法浙江师范大学仪器分析第一节原子吸收分光光度法的基本原理一、概述¾原子吸收分光光度法又称原子吸收光谱法，是上世纪五十年代提出，最近几十年才发展起来的一种新的仪器分析方法。
它是通过测定某一具有特定波长的光通过试样原子蒸气后被吸收的多少来测定被测元素的含量的一种方法。
¾在原子发射光谱分析中，我们曾提到过光源的自吸现象，即光源中内层原子发射的光被外层基态原子吸收，其实，这就是原子吸收。
如果我们把中间层作为一个光源，使之发出的光通过试样原子蒸气，测定吸收了多少，这就实现了原子吸收分析。
浙江师范大学仪器分析对原子吸收现象的认识是19世纪初的事。
¾1802年，渥拉斯通（W.H.Wollaston）发现太阳光的连续光谱中有几条黑线。
¾1860年，由柯希霍夫（G.Kirchoff）解释了产生黑线的原因，他认为这是由于比太阳温度低的气体吸收了从太阳发出的光。
¾1955年，澳大利亚物理学家瓦尔士（A.Walsh）首先提出利用原子吸收进行化学分析的可能性，随后，人们在实践和理论上不断总结和研究。
¾原子吸收分光光度法广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医学、环保等行业，目前这种方法能分析70多种元素，如果利用间接分析法，还可测定非金属元素。
浙江师范大学仪器分析二、原子吸收分光光度法的特征选择性高灵敏度高准确度高操作方便浙江师范大学仪器分析1.选择性高因各原子均具有自己的固有能级，每个元素的气态基态原子只对某些具有特定波长的光有吸收。
所以，原子吸收分光光度法的选择性很高，在无机分析中，不必经任何分离即可进行测定。
2.灵敏度高火焰原子吸收法，其绝对灵敏度可达10-10g，而近年来发展的非火焰原子吸收法使绝对灵敏度达到了10-14g，而原子发射法的灵敏度通常在10-10g左右；相对灵敏度可达到ppb、ppt级。
《仪器分析》课程单元教学设计情境原子吸收法对金属离子的测定任务原子吸收光谱法教学目标设计序号17上课地点理实一体化教室授课形式讲授、学生操作练习教学目标能力（技能目标）知识目标1、火焰原子吸收光谱法测定水样中的镁；2、火焰原子吸收光谱法测定水样中的铜；3、大米、黄豆中微量元素含量的测定；4、正常人头发中微量元素含量的测定；5、石墨炉原子吸收光谱法测定。
1、学习并掌握原子吸收分光光度法的定量分析方法。
2、了解原子吸收分光光度法的灵敏度、检出限和回收率.教学重点学习并掌握原子吸收分光光度法的定量分析方法,重点掌握工作曲线法及其应用。
教学难点原子吸收的工作曲线的绘制及其应用。
能力训练任务及案例教师引导学生对样品前处理、测定条件选择、定量方法有充分的认识，并具备相应的应用能力；通过实例分析，使学生对试样制备、测定条件选择、定量方法产生认识，并产生研究、探索、开发、应用的强烈工作动力。
教学进程设计（下面各格均可合并）步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配试样的制备引导学生学习原子吸收分光光度法样品的前处理。
教师举例、点评、归纳概括引出知识点。
任务引导对样品进行前处理。
10分钟标准样品溶液的配制引导学生开展标准样品溶液的配制工作。
配制标准系列溶液。
35分钟测定条件的选择引导学生对测定波长、灯电流、原子化条件进行选择。
将有机化合物结构与紫外吸收光谱进行关联。
45分钟定量方法引导学生探讨定量分析的方法，包括工作曲线法、标准加入法等。
标准曲线法、标准加入法溶液的配制。
45分钟火焰原子吸收光谱法测定水样中的镁引导学生探讨如何配制含镁的标准溶液，绘制吸收曲线、标准曲线，找出试样中镁的含量。
学生在教师的指导下完成操作练习，并绘制工作曲线，进行相关计算。
90分钟火焰原子吸收光谱法测定水样中的铜引导学生探讨如何配制含铜的标准加入法溶液，绘制工作曲线，找出试样中铜的含量。
学生在教师的指导下完成操作练习，并绘制工作曲线，进行相关计算。
仪器分析笔记《原子吸收光谱法》第四章原子吸收光谱法——又称原子吸收分光光度法§4.1 原子吸收分光光度法（AAS）概述4.1.1 概述1、定义原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。
2、特点✓灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数目比激发态多得多，故灵敏度高。
检出限可达 10—9 g /mL (某些元素可更高 )✓几乎不受温度影响：由波兹曼分布公式00qEq q KTN geN g-=知，激发态原子浓度与基态原子浓度的比值qNN随T↗而↗。
在原子吸收光谱法中，原子化器的温度一般低于3000℃，此时几乎所有元素的1%qNN。
也就是说，qN随温度而强烈变化，而N却式中保持不变，其浓度几乎完全等于原子的总浓度。
✓较高的精密度和准确度：因吸收线强度受原子化器温度的影响比发射线小。
另试样处理简单。
RSD 1~2%，相对误差0.1~0.5%。
✓选择性高：谱线简单，因谱线重叠引起的光谱干扰较小，即抗干扰能力强。
分析不同元素时，选用不同元素灯，提高分析的选择性✓应用范围广：可测定70多种元素（各种样品中）。
✗缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时多元素分析。
3、操作①将试液喷入成雾状，挥发成蒸汽；②用镁空心阴极灯作光源，产生波长285.2nm特征谱线；③谱线通过镁蒸汽时，部分光被蒸汽中基态镁原子吸收而减弱；④通过单色器和检测器测得镁特征谱线被减弱的程度，即可求得试样中镁的含量.4、原子吸收光谱分析过程➢确定待测元素。
➢选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。
➢试样在原子化器中被蒸发、解离成气态基态原子。
➢特征谱线穿过气态基态原子，被吸收而减弱，经色散系统和检测系统后，测定吸光度。
➢根据吸光度与浓度间线性关系，定量分析。
5、与发射光谱异同点①原子吸收光谱分析利用的是原子的吸收现象，发射光谱分析则基于原子的发射现象；②原子的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠的概率就小得多；③原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都好。
§4.2 原子吸收分光光度法的基本原理4.2.1 原子对辐射能的吸收过程——共振线与吸收线原子吸收光谱分析是通过测定基态原子对各元素共振线（一般为主共振线）的吸收来进行定量分析的方法。
1、共枕线与吸收线a、共振发射线：电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称为共振发射线。
b、共振吸收线：电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线。
c、共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。
对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。
4.2.2 原子吸收光谱的轮廓1、谱线轮廓从能级跃迁的观点看，吸收线与发射线应是一条严格的几何线，但实际上有一定宽度的，其原因将在“谱线变宽”这个标题下讨论。
以~VKν作图，得原子吸收线轮廓。
➢中心频率（峰值频率）：曲线峰顶所对应的频率ν，其数值决定于原子跃迁能级间的能量差，即=Ehν∆；➢峰值吸收（中心吸收）：峰顶所对应的吸收值；➢中心吸收系数：峰顶所对应的吸收系数K；➢谱线的半宽度：12峰高处的频率范围ν∆。
通常以ν∆特征地表示谱线的宽度。
ν∆与谱线自然宽度Nν∆、多普勒变宽Dν∆、洛仑兹变宽Lν∆及共振变宽Rν∆的关系：()1222=D N L Rννννν⎡⎤∆∆+∆+∆+∆⎣⎦表征吸收线轮廓（峰）的参数：中心频率νO（峰值频率）；最大吸收系数对应的频率或波K；中心波长：λ(nm)；半宽度：ΔνO。
2、谱线变宽（1）谱线的自然宽度N ν∆自然宽度(无外界影响时)，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度。
激发态原子的平均寿命越长，宽度越小。
以波长表示自然宽度N ν∆：22=2NN c c νλλνπτ∆∆= 式中——τ：激发态原子的平均寿命。
（2）多普勒变宽D ν∆多普勒变宽的起因是原子在空间作无规则的热运动，故又称热变宽。
当火焰中基态原子向光源方向运动时，由于 Doppler 效应而使光源辐射的波长增大，基态原子将吸收较长的波长；反之亦然。
因此，原子的无规则运动 就使该吸收谱线变宽。
当处于热力学平衡时， Doppler 变宽可用下式表示：7D 10νν-∆⨯⋅式中——D ν∆：以频率表示的多普勒变宽；0ν：谱线的中心频率； R ：气体常数； T ：绝对温度； c ：光速；A ：被测元素的相对原子质量。
由上式可知，D ν∆是决定谱线变宽程度的主要因素之一。
在2000~3000K 范围内，其值一般由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。
根据与之碰撞的粒子不同，可分为两类：①因和其它粒子(如待测元素的原子与火焰气体粒子)碰撞而产生的变宽——洛伦兹变宽，以ν∆表示。
共振变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响。
在通常的条件下，压力变宽起重要作用的主要是洛伦兹变宽R ν∆。
（4）自吸变宽光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。
灯电流越大，自吸现象越严重。
（5）场致变宽发射线所有变宽的结果，都使单色性变差，分析的准确度下降，变宽后发射线提供0ν处的光强度下降，使灵敏度降低。
4.2.3 原子吸收与原子浓度的关系在分光光度法中，测量的是分子吸收，属于宽带吸收，其峰值宽度达几十个纳米。
若由单色器得到的入射光范围在1个纳米左右，那么，它相对宽带吸收，就近似于单色的了。
在原子吸收中，吸收线的宽度很窄，要求入射光的宽度在0.01纳米以内，上述朗伯-比尔定律才能适用。
为此，解决的途径：①建立新的吸收理论——积分吸收原理 ②得到准单色光源——锐线光源 1、积分吸收积分吸收是指吸收线轮廓下所包围的面积d V K ν⎰。
根据经典色散理论可得：2200d =2.6510V z K fN fN mcπν-=⨯⎰式中——z 、m ：电子的电荷及质量；c ：光速；f ：振子强度；0N ：基态原子浓度，个数/cm 3。
由上式可知，若能求得积分吸收，则可求得原子浓度。
积分吸收虽然从理论上建立了原子吸收与浓度之间的正确关系，但要实现积分吸收的测量，在目前却是不可能的。
因为要测量一条0.001~0.005nm λ∆≈的谱线轮廓，以求得它的积分吸收，就要用分光装置将它分离出来，这要求单色器的分辨率应高达5×105级（现约为104级），目前还难以做到。
2、Walsh 测定原子吸收的方法——采用锐线光源测定峰值吸收 ✧ 锐线光源：①光源的发射线与吸收线的0ν一致； ②发射线的1/2ν∆小于吸收线的1/2ν∆。
✧ 空心阴极灯：可发射锐线光源（主共振线）。
图4-2-3 峰值吸收测量示意图若将锐线光源发射的不同频率的光通过原子蒸气，其入射光强度为0I ，当通过长度为L 自由原子蒸气后，其透过光强度为I ，则根据Lambert —Beer 定律有：0V K L I I e -= （a ） 式中——V K ：原子蒸气对频率为ν的光吸收系数；在通常的原子吸收分析条件下，若吸收线的轮廓仅取决于多普勒变宽，则：02ln 2d V D K K ννπ=⋅∆⎰（b ）对于中心吸收，有：0lg IA I= （c ）因此lg 0.4343V K L V A e K L -== （d ）式中——A ：吸收度；V K c ∝。
结合上述（a ）~（d ）得：2000.8686ln 22.6510'D A fN L K N L νπ-=⋅⨯=∆式中——N 0：待测元素的浓度；该式表明，当使用很窄的锐线光源作原子吸收测量时，测得的吸光度与原子蒸汽中待测元素的基态原子数呈线性关系，因此，适当增加火焰的宽度可以提高测定的灵敏度。
3、原子吸收的测量：吸光度与试液中待测元素的c 也成正比：A Kc =K 包含了所有的常数。
此式称为Beer 定律，他指出在一定实验条件下，吸光度与浓度呈正比的关系。
通过测定吸光度就可以求出待测元素的含量。
这就是原子吸收分光光度分析的定量基础。
§4.3 原子吸收分光光度计✧ 基本组成：光源+原子化系统+光学系统+电学系统(检测系统)图4-3-1 原子吸收分光光度计基本构造示意图（1）、（2）✧ 如果将原子化器看作是分光光度计中的比色皿，则其仪器的构造原理与一般的分光光度计是相类似的。
区别如下：1、应用锐线光源作原子吸收的光源；2、分光系统安排在火焰及检测器之间。
避免来自火焰的辐射直接照射在光电检测器上，影响检测器的正常运转或使准确度降低；3、为了区分光源（经原子吸收减弱后的光源辐射）和发射背景（火焰发射的辐射），应采用调制方式进行工作。
4.3.1 光源1、光源应满足的条件：①能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线(即锐线光源)，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同；②辐射的强度应足够大；③辐射光的强度要稳定，且背景小。
2、作用：提供待测元素的特征谱线——共振线。
3、类型：蒸汽放电灯、无极放电灯、空心阴极灯。
（一）空心阴极灯1、构造：硬质玻璃管、石英窗口（波长小于350nm）或光学玻璃窗口（波长大于350nm）。
✧阴极：钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素；✧阳极：钨棒，装有钛、锆等金属作成的阳极；✧管内充气：氩或氖，称载气。
2、工作原理①当在正负电极上施加适当电压（一般为200～500V）时，在正负电极之间便开始放电，这时，电子从阴极内壁射出，经电场加速后向阳极运动；②运动的电子与载气（惰性气体）原子碰撞使惰性气体电离成为阳离子，阳离子在电场加速下，以很快的速度轰击阴极表面，使阴极内壁待测元素的原子溅射出来，在阴极腔内形成待测元素的原子蒸气云；③蒸气云中的原子再与电子、惰性气体原子、离子发生碰撞而被激发，从而发射出所需频率的光。
阴极发射出的光谱，主要是阴极元素的光谱（待测元素的光谱，另外还杂有内充惰性气体和阴极杂质的光谱）。
3、影响空心阴极灯光谱特性的主要因素（1）阴极材料的性质：它决定于共振线的波长；（2）内充气体（载气）的种类及压力：载气担负着携载电流、溅射或蒸发及激发阴极原子蒸气的三项任务。
同时，载气压力太低，使灯失效；载气压力太高，引起洛仑兹变宽，且放电不稳定，因此，最好在130~670kPa范围内。
同时，载气的性质决定于发射线的性质。
一般用氖作内充气体，只是在氖光谱对空心阴极金属共振线产生光谱干扰时，才使用氩。
（3）灯电流：灯电流i与灯辐射线强度I的关系为n=I ai式中——n：与阴极材料、内充气体及选定谱线等相关的一个参数，对于氖及氩，n=；2~3a：比例常数。
由上式可见，在一定范围内增大灯电流，可提高激发线强度，改善稳定性。
