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AAS(原子吸收光譜)、AES(原子發(fā)射光譜)、AFS(原子熒光光譜)是三種常見的光譜分析技術(shù)，在食品、化工、環(huán)境等領(lǐng)域具有廣泛的用途，由于其原理相近，結(jié)構(gòu)類似，很多初學(xué)者對于這三種技術(shù)難以參透，本文就帶大家辨一辨這“光譜三兄弟”。

 

AAS(原子吸收光譜)、AES(原子發(fā)射光譜)、AFS(原子熒光光譜)是三種常見的光譜分析技術(shù)，雖然原理相近、結(jié)構(gòu)相似，但是在原理、主要特點和適用范圍上還是有差異的。 

 

AAS(原子吸收光譜)

 

基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對紫外光和可見光的吸收為基礎(chǔ)的分析方法。當(dāng)元素的特征輻射通過該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時，部分光被蒸氣中基態(tài)原子共振吸收而減弱，通過單色器和檢測器測得特征譜線被減弱的程度，即吸光度，根據(jù)吸光度與被測元素的濃度成線性關(guān)系，從而進行元素的定量分析。

 

 

主要特點：

 

1、靈敏度高，火焰原子法，ppm級，有時可達ppb級;石墨爐可達10-9~10-14(ppt級或更低)。

 

2、準確度高，分析速度快：測定微、痕量元素的相對誤差可達0.1%～0.5%，分析一個元素只需數(shù)十秒至數(shù)分鐘。

 

3、選擇性好，方法簡便：由光源發(fā)出特征性入射光很簡單，且基態(tài)原子是窄頻吸收，元素之間的干擾較小，可以測定大部分金屬元素。

 

應(yīng)用范圍：

 

可直接測定巖礦、土壤、大氣飄塵、水、植物、食品、生物組織等試樣中70多種微量金屬元素，還能用間接法測度硫、氮、鹵素等非金屬元素及其化合物。該法已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護、化工、生物技術(shù)、食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全、地質(zhì)、國防、衛(wèi)生檢測和農(nóng)林科學(xué)等各部門。

 

AES(原子發(fā)射光譜)

 

原子的核外電子一般處在基態(tài)運動，當(dāng)獲取足夠的能量后，就會從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定（壽命小于10-8 s），迅速回到基態(tài)時，就要釋放出多余的能量，若此能量以光的形式出顯，即得到發(fā)射光譜（線光譜）。

 

 

主要特點：

 

1、多元素檢測，分析速度快。

 

2、檢出限低，10～0.1mg×g-1(一般光源);ng×g-1(ICP—電感耦合等離子體光源)。

 

3、準確度較高，5%～10% (一般光源); <1% (ICP) 。

 

4、試樣消耗少(毫克級)，適用于微量樣品和痕量無機物組分分析，廣泛用于金屬、礦石、合金、和各種材料的分析檢驗。

 

局限性：非金屬元素不能檢測或靈敏度低。

 

使用范圍：

 

AES在地質(zhì)、冶金、機械、環(huán)境、材料、能源、生命及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)代儀器分析中重要的方法之一。

 

AFS(原子熒光光譜)

 

介于原子發(fā)射(AES)和原子吸收(AAS)之間的光譜分析技術(shù)，通常情況下，原子處于基態(tài)。當(dāng)相當(dāng)于原子中的電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需要的輻射頻率通過原子蒸氣，原子就能從入射輻射中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收，從而產(chǎn)生吸收光譜。原子吸收分析就是利用基態(tài)原子對特征輻射的吸收程度的，常使用最強吸收線作為分析線。

 

 

主要特點：

 

1、靈敏度高，檢出限較低。采用高強度光源可進一步降低檢出限，有20種元素優(yōu)于AAS。

 

2、譜線簡單，干擾較少，可以做成非色散AFS。

 

3、校正曲線范圍寬(3~5個數(shù)量級)。

 

4、易制成多道儀器(產(chǎn)生的熒光各個方向發(fā)射)——多元素同時測定。

 

局限性：熒光淬滅效應(yīng)、復(fù)雜基體效應(yīng)等可使測定靈敏度降低；散色光干擾；可測量的元素不多，應(yīng)用不廣泛(主要因為AES和AAS的廣泛應(yīng)用，與它們相比，AFS沒有明顯的優(yōu)勢)。

 

適用范圍：

 

隨著有關(guān)原子熒光的國家、行業(yè)、部門的檢測標準的建立，原子熒光光譜儀的應(yīng)用范圍越來越大。如地質(zhì)、冶金、化工、生物制品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品、醫(yī)藥醫(yī)療、工業(yè)礦山等領(lǐng)域。

 

但主要還是這11種元素的檢測：As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8個元素可形成氣態(tài)氫化物，Cd、Zn形成氣態(tài)組分，Hg形成原子蒸氣。

 

AAS、 AES、 AFS 三者之間的異同點：

 

相似之處：

 

從原理看，相應(yīng)能級間躍遷所涉及的頻率相同。

 

三者都涉及原子化過程，其蒸發(fā)、原子化過程相似。

 

不同之處：

 

AAS是基于“基態(tài)原子”選擇性吸收光輻射能(hv)，并使該光輻射強度降低而產(chǎn)生的光譜。

 

AES是基態(tài)原子受到熱、電或光能的作用，原子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，然后再返回到基態(tài)時所產(chǎn)生的光譜(共振發(fā)射線和非共振發(fā)射線)

 

AFS是一種輻射的去活化過程，當(dāng)特定的基態(tài)原子(一般為蒸氣狀態(tài))吸收合適的特定頻率的輻射，其中部分受激發(fā)態(tài)原子在去激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。